CN106467562B - 一种氨基酸糖酯、其制备方法及其应用 - Google Patents
一种氨基酸糖酯、其制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106467562B CN106467562B CN201510501697.5A CN201510501697A CN106467562B CN 106467562 B CN106467562 B CN 106467562B CN 201510501697 A CN201510501697 A CN 201510501697A CN 106467562 B CN106467562 B CN 106467562B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- amino acid
- sugar ester
- ester
- acid sugar
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本申请提供了一种氨基酸糖酯、其制备方法及其应用，该方法在催化剂存在下，将氨基酸与单糖在溶剂中进行反应，得到氨基酸糖酯；所述氨基酸选自甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸或天冬氨酸，所述单糖选自葡萄糖、半乳糖、果糖、甘露糖或核糖；所述氨基酸糖酯具有式I结构，式I中，R1选自氢、甲基、‑CH2COOH或‑CH2CH2COOH；R2选自式1～5所示的基团中的任意一种。本发明提供的氨基酸糖酯具有良好的润滑性等特性，可作为钻井液的基础油，并且其生物降解性能好，对环境友好。本发明优选以离子液体为溶剂、生物酶为催化剂合成氨基酸糖酯，制备方法简便、条件温和，无废水、废气、废渣排放，制备过程无毒、高效、环保。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业技术领域，尤其涉及一种氨基酸糖酯、其制备方法及其应用。
背景技术
钻井液是钻探过程中钻孔内使用的循环冲洗介质，主要由分散介质(连续相)、分散相和添加剂组成。其中，基础油是制作钻井液的主要成分，其性能指标决定着钻井液的绝大部分性能指标，如闪点、粘度、凝固点和生物毒性等。随着国家环保要求的日益严格以及石化集团倡导的“碧水蓝天”需求，发展环保型的钻井液、开发绿色的钻井液用基础油，这已经成为钻井液研究和应用的主要方向。
授权公告号为CN 102443381 B的中国专利文献公开了一种合成基钻井液的基液，其原料组成包括：柠檬烯、双戊烯、乙二醇单丁醚、烷基糖苷、醇醚羧酸盐、白油和二甲基硅油；柠檬烯、双戊烯、乙二醇单丁醚、烷基糖苷、醇醚羧酸盐、白油、二甲基硅油的重量比顺次为：1：0.5-1：1-5：1-10：1-3：1-10：1-3。该基液采用复配组分配制而成，兼具了醚基类和α-烯烃类基液的优点。虽然该基液所选原料几乎不含芳香烃，但是，其生物降解性、环境友好性仍有待提高。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种氨基酸糖酯、其制备方法及其应用，本发明提供的氨基酸糖酯具有良好的润滑性，可作为钻井液的基础油，并且其生物降解性能好，对环境友好。
本发明提供一种氨基酸糖酯，具有式I结构：
式I中，R1选自氢、甲基、-CH2COOH或-CH2CH2COOH；
R2选自式1～5所示的基团中的任意一种：
本发明提供一种氨基酸糖酯的制备方法，包括以下步骤：
在催化剂存在下，将氨基酸与单糖在溶剂中进行反应，得到氨基酸糖酯；
所述氨基酸选自甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸或天冬氨酸，所述单糖选自葡萄糖、半乳糖、果糖、甘露糖或核糖；
所述氨基酸糖酯具有式I结构：
式I中，R1选自氢、甲基、-CH2COOH或-CH2CH2COOH；
R2选自式1～5所示的基团中的任意一种：
优选地，所述催化剂为生物酶；所述溶剂为离子液体。
优选地，所述生物酶选自木瓜蛋白酶、α-靡蛋白酶或南极假单胞脂肪酶。
优选地，所述离子液体选自1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸和1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸中的一种或多种。
优选地，所述氨基酸、单糖、生物酶和离子液体的重量比为(75～135)：(150～180)：(10～35)：(100～350)。
优选地，所述反应在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速度为150rpm～200rpm；
所述反应的温度为30℃～50℃，所述反应的时间为20h～24h。
优选地，还包括：
采用萃取剂将反应得到的粗溶液进行萃取，得到上层溶液；
将所述上层溶液蒸发，分离出所述萃取剂，得到氨基酸糖酯。
优选地，所述萃取剂选自正己烷、环己烷或乙酸乙酯。
本发明还提供上文所述的氨基酸糖酯作为钻井液基础油的应用。
与现有技术相比，本发明以氨基酸和单糖为原料，在催化剂的作用下，在溶剂中进行反应，得到具有式I结构的氨基酸糖酯。在本发明中，所述氨基酸糖酯作为钻井液的基础油，除了具备酯类基液粘度受温度变化影响小的优点外，还兼备了良好的化学稳定性、润滑性和抑制性，是一种性能优良的钻井液基础油。同时，所述氨基酸糖酯的结构包括氨基酸单元和单糖基团，可由天然来源生物质分解产物氨基酸和单糖为原料进行合成，具有较好的生物降解性能，对环境友好，属于“绿色”功能性产品。
进一步地，本发明优选以离子液体为溶剂、生物酶为催化剂合成氨基酸糖酯，所选原料不含有芳香烃且价格较低，制备方法简便、条件温和，无废水、废气、废渣排放，制备过程无毒、高效、环保。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种氨基酸糖酯，具有式I结构：
式I中，R1选自氢、甲基、-CH2COOH或-CH2CH2COOH；
R2选自式1～5所示的基团中的任意一种：
本发明的目的之一是提供一种可用作钻井液基础油的氨基酸糖酯，本发明提供的氨基酸糖酯是一类绿色无毒的物质，属于糖酯大类，其本身以及分解后的产物对人体和环境无刺激作用，具备良好的生态安全性。同时，本发明提供的氨基酸糖酯具有良好的润滑性和相溶性等特点，能满足制作钻井液基油的性能需求。
本发明提供的氨基酸糖酯具有式I结构，式I中，R1选自氢(H)、甲基(-CH3)、-CH2COOH或-CH2CH2COOH；R2选自式1～5所示的基团中的任意一种。在本发明的实施例中，所述氨基酸糖酯可为甘氨酸葡萄糖酯、谷氨酸半乳糖酯、丙氨酸果糖酯、天冬氨酸甘露糖酯、谷氨酸核糖酯、甘氨酸半乳糖酯、丙氨酸甘露糖酯、天冬氨酸葡萄糖酯、谷氨酸葡萄糖酯或甘氨酸果糖酯。
在本发明中，所述氨基酸糖酯在结构上包括氨基酸单元和单糖基团。一方面用作钻井液的基础油时，不仅具备酯类基液粘度受温度变化影响小的优点，而且具有良好的化学稳定性、润滑性和抑制性，性能优良。另一方面，所述氨基酸糖酯可由天然来源生物质分解产物氨基酸和单糖为原料进行合成，具有较好的生物降解性能，绿色环保。
在本发明中，所述氨基酸糖酯的分子量范围为225.07～345.19；所述氨基酸糖酯的外观呈无色透明液体或淡黄色透明液体。所述氨基酸糖酯的润滑系数为0.05～0.09；所述氨基酸糖酯在40℃下的运动粘度为20mm2/s～35mm2/s。
相应的，本发明提供了一种氨基酸糖酯的制备方法，包括以下步骤：
在催化剂存在下，将氨基酸与单糖在溶剂中进行反应，得到氨基酸糖酯；
所述氨基酸选自甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸或天冬氨酸，所述单糖选自葡萄糖、半乳糖、果糖、甘露糖或核糖；
所述氨基酸糖酯具有式I结构：
式I中，R1选自氢、甲基、-CH2COOH或-CH2CH2COOH；
R2选自式1～5所示的基团中的任意一种：
本发明的目的之二是提供一种氨基酸糖酯的制备方法，所制备的氨基酸糖酯可用作钻井液的基础油。另外，本发明提供的氨基酸糖酯的制备方法简便易行。
本发明实施例将氨基酸、单糖、催化剂和溶剂加入反应釜中，混合后进行反应，得到氨基酸糖酯。本发明对物料的加料顺序没有特殊限制，可依次加入带搅拌、冷凝和加热设备的反应釜中。
本发明以氨基酸为原料，所述氨基酸选自甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸或天冬氨酸。本发明以单糖为原料，所述单糖选自葡萄糖、半乳糖、果糖、甘露糖或核糖。在本发明中，所述氨基酸和单糖的重量比优选为(75～135)：(150～180)；即可在反应釜中加入75～135重量份的氨基酸和150～180重量份的单糖。本发明可由天然来源生物质分解产物氨基酸和单糖为原料合成氨基酸糖酯，使其具有较好的生物降解性能，对环境友好，属于“绿色”功能性产品。
在本发明中，所述氨基酸和单糖在催化剂的作用下，在溶剂中反应，即得含有氨基酸糖酯的粗溶液。其中，所述催化剂优选为生物酶，更优选自木瓜蛋白酶、α-靡蛋白酶或南极假单胞脂肪酶；本发明实施例主要是提供一种氨基酸糖酯的生物酶合成法。
在本发明中，所述溶剂优选为离子液体，更优选自1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸和1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸中的一种或多种。本发明优选将属于绿色化学材料的离子液体作为溶剂，引入到氨基酸糖酯的合成过程，一方面可提高酶催化剂的活性，另一方面能增加反应的生物相容性。
在本发明的优选实施例中，合成工艺选择生物相容性良好的离子液体为溶剂、生物酶为催化剂进行反应，合成条件温和，合成工艺简单，无二次污染产生，合成的产品具有优良的环保特性、安全性能好、生物易降解，并且其性能可满足合成基钻井液基础油的要求。
在本发明中，所述氨基酸、单糖、生物酶和离子液体的重量比优选为(75～135)：(150～180)：(10～35)：(100～350)；即可将75～135重量份的氨基酸、150～180重量份的单糖、10～35重量份的生物酶催化剂和100～350重量份的离子液体溶剂加入反应釜中，另外，所述离子液体的重量份优选为100～200。
本发明实施例将上述物料加入反应釜中，优选在搅拌的条件下，混合均匀，在一定温度下反应。在本发明中，所述搅拌的速度优选为150rpm～200rpm。所述反应的温度优选为30℃～50℃；所述反应的时间优选为20h～24h。
本发明实施例反应一定时间后，降至室温，得到氨基酸糖酯的粗溶液。本发明优选还包括：采用萃取剂将反应得到的粗溶液进行萃取，得到上层溶液；将所述上层溶液蒸发，分离出所述萃取剂，得到氨基酸糖酯。
本发明实施例在上述氨基酸糖酯的粗溶液中加入萃取剂，混合均匀后静置，所得溶液分为两层；可用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到上层溶液和下层物质。
在本发明中，所述萃取剂优选自正己烷、环己烷或乙酸乙酯，更优选为正己烷。所述氨基酸、单糖、生物酶、离子液体和萃取剂的重量比优选为(75～135)：(150～180)：(10～35)：(100～350)：(150～300)；即可在上述氨基酸糖酯的粗溶液中加入150～300重量份的萃取剂。本发明实施例优选分三次共加入150～300重量份的萃取剂，每次的添加量可为50～100重量份。
在本发明的实施例中，所得上层溶液为氨基酸糖酯-萃取剂，经本领域常用的蒸发，如旋转蒸发的方式，分离出萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的氨基酸糖酯。所得下层物质为离子液体溶剂-生物酶催化剂的混合物，可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，节省成本。
在本发明的一个实施例中，可由75～135重量份的氨基酸、150～180重量份的单糖、10～35重量份的生物酶催化剂、100～350重量份的离子液体溶剂和150～300重量份的正己烷萃取剂这些物料经过反应，制备得到可用作钻井液基础油的氨基酸糖酯。
所述可用作钻井液基础油的氨基酸糖酯的结构通式如式I所示，分子量范围为225.07～345.19；所述氨基酸糖酯外观呈无色透明液体或淡黄色透明液体。在本发明的实施例中，所述氨基酸糖酯可为甘氨酸葡萄糖酯、谷氨酸半乳糖酯、丙氨酸果糖酯、天冬氨酸甘露糖酯、谷氨酸核糖酯、甘氨酸半乳糖酯、丙氨酸甘露糖酯、天冬氨酸葡萄糖酯、谷氨酸葡萄糖酯或甘氨酸果糖酯。
得到氨基酸糖酯后，按照国家标准GB/T 16783.2-2012《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分：油基钻井液》，本发明对制得的氨基酸糖酯进行性能检测。检测结果显示，所述氨基酸糖酯的润滑系数为0.05～0.09；所述氨基酸糖酯在40℃下的运动粘度为20mm2/s～35mm2/s。本发明提供的氨基酸糖酯具有良好的润滑性等特性，可作为钻井液的基础油，并且其生物降解性能好，对环境友好。本发明还提供了上文所述的氨基酸糖酯用作钻井液基础油的应用。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的氨基酸糖酯、其制备方法及其应用进行具体地描述。
实施例1
(1)将甘氨酸75重量份、葡萄糖150重量份、木瓜蛋白酶10重量份、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体溶剂100重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在30℃、150rpm条件下反应20h，降至室温，即得甘氨酸葡萄糖酯的粗溶液。
(2)在上述甘氨酸葡萄糖酯的粗溶液中分三次共加入150重量份的正己烷萃取剂，每次的添加量为50重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸-木瓜蛋白酶混合物，上层为甘氨酸葡萄糖酯-正己烷溶液；其中，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸-木瓜蛋白酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，甘氨酸葡萄糖酯-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的甘氨酸葡萄糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2925cm-1、2855cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1740cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1465cm-1、1372cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1105cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自氢；R2选自式1所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1，表1为本发明实施例1～10制得的氨基酸糖酯的性能和产率。
实施例2
(1)将谷氨酸165重量份、半乳糖180重量份、α-糜蛋白酶35重量份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体溶剂200重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在50℃、200rpm条件下反应24h，降至室温，即得谷氨酸半乳糖酯的粗溶液。
(2)在上述谷氨酸半乳糖酯的粗溶液中分三次共加入300重量份的环己烷萃取剂，每次的添加量为100重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸-α-糜蛋白酶混合物，上层为谷氨酸半乳糖酯-环己烷溶液；其中，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸-α-糜蛋白酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，谷氨酸半乳糖酯-环己烷溶液经旋转蒸发，分离出环己烷萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的谷氨酸半乳糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2915cm-1、2855cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1740cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1465cm-1、1372cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1098cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自-CH2CH2COOH；R2选自式3所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1。
实施例3
(1)将丙氨酸130重量份、果糖165重量份、南极假单胞脂肪酶25重量份、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体溶剂150重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在40℃、180rpm条件下反应22h，降至室温，即得丙氨酸果糖酯的粗溶液。
(2)在上述丙氨酸果糖酯的粗溶液中分三次共加入225重量份的乙酸乙酯萃取剂，每次的添加量为75重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸-南极假单胞脂肪酶混合物，上层为丙氨酸果糖酯-乙酸乙酯溶液；其中，1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸-南极假单胞脂肪酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，丙氨酸果糖酯-乙酸乙酯溶液经旋转蒸发，分离出乙酸乙酯萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的丙氨酸果糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2925cm-1、2865cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1738cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1465cm-1、1374cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1105cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自甲基；R2选自式4所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1。
实施例4
(1)将天冬氨酸75重量份、甘露糖180重量份、南极假单胞脂肪酶10重量份、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体溶剂200重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在30℃、200rpm条件下反应20h，降至室温，即得天冬氨酸甘露糖酯的粗溶液。
(2)在上述天冬氨酸甘露糖酯的粗溶液中分三次共加入300重量份的正己烷萃取剂，每次的添加量为100重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸-南极假单胞脂肪酶混合物，上层为天冬氨酸甘露糖酯-正己烷溶液；其中，1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸-南极假单胞脂肪酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，天冬氨酸甘露糖酯-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的天冬氨酸甘露糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2925cm-1、2850cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1738cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1460cm-1、1372cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1100cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自-CH2COOH；R2选自式2所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1。
实施例5
(1)将谷氨酸165重量份、核糖150重量份、木瓜蛋白酶35重量份、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体溶剂100重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在50℃、150rpm条件下反应24h，降至室温，即得谷氨酸核糖酯的粗溶液。
(2)在上述谷氨酸核糖酯的粗溶液中分三次共加入150重量份的乙酸乙酯萃取剂，每次的添加量为50重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸-木瓜蛋白酶混合物，上层为谷氨酸核糖酯-乙酸乙酯溶液；其中，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸-木瓜蛋白酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，谷氨酸核糖酯-乙酸乙酯溶液经旋转蒸发，分离出乙酸乙酯萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的谷氨酸核糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2920cm-1、2855cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1745cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1465cm-1、1368cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1105cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自-CH2CH2COOH；R2选自式5所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1。
实施例6
(1)将甘氨酸95重量份、半乳糖160重量份、α-糜蛋白酶20重量份、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体溶剂140重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在45℃、170rpm条件下反应20h，降至室温，即得甘氨酸半乳糖酯的粗溶液。
(2)在上述甘氨酸半乳糖酯的粗溶液中分三次共加入210重量份的环己烷萃取剂，每次的添加量为70重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸-α-糜蛋白酶混合物，上层为甘氨酸半乳糖酯-环己烷溶液；其中，1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸-α-糜蛋白酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，甘氨酸半乳糖酯-环己烷溶液经旋转蒸发，分离出环己烷萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的甘氨酸半乳糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2921cm-1、2850cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1740cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1460cm-1、1372cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1094cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自氢；R2选自式3所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1。
实施例7
(1)将丙氨酸110重量份、甘露糖170重量份、南极假单胞脂肪酶15重量份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体溶剂160重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在50℃、180rpm条件下反应22h，降至室温，即得丙氨酸甘露糖酯的粗溶液。
(2)在上述丙氨酸甘露糖酯的粗溶液中分三次共加入240重量份的正己烷萃取剂，每次的添加量为80重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸-南极假单胞脂肪酶混合物，上层为丙氨酸甘露糖酯-正己烷溶液；其中，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸-南极假单胞脂肪酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，丙氨酸甘露糖酯-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的丙氨酸甘露糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2925cm-1、2850cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1738cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1460cm-1、1371cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1105cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自甲基；R2选自式2所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1。
实施例8
(1)将天冬氨酸150重量份、葡萄糖180重量份、木瓜蛋白酶30重量份、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体溶剂180重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在30℃、190rpm条件下反应20h，降至室温，即得天冬氨酸葡萄糖酯的粗溶液。
(2)在上述天冬氨酸葡萄糖酯的粗溶液中分三次共加入270重量份的正己烷萃取剂，每次的添加量为90重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸-木瓜蛋白酶混合物，上层为天冬氨酸葡萄糖酯-正己烷溶液；其中，1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸-木瓜蛋白酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，天冬氨酸葡萄糖酯-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的天冬氨酸葡萄糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2915cm-1、2855cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1739cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1465cm-1、1381cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1105cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自-CH2COOH；R2选自式1所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1。
实施例9
(1)将谷氨酸85重量份、葡萄糖165重量份、α-糜蛋白酶10重量份、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体溶剂155重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在48℃、175rpm条件下反应23h，降至室温，即得谷氨酸葡萄糖酯的粗溶液。
(2)在上述谷氨酸葡萄糖酯的粗溶液中分三次共加入225重量份的环己烷萃取剂，每次的添加量为75重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸-α-糜蛋白酶混合物，上层为谷氨酸葡萄糖酯-环己烷溶液；其中，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸-α-糜蛋白酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，谷氨酸葡萄糖酯-环己烷溶液经旋转蒸发，分离出环己烷萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的谷氨酸葡萄糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2925cm-1、2850cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1740cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1465cm-1、1370cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1105cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自-CH2CH2COOH；R2选自式1所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1。
实施例10
(1)将甘氨酸105重量份、果糖175重量份、南极假单胞脂肪酶35重量份和1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体溶剂135重量份加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在33℃、165rpm条件下反应21h，降至室温，即得甘氨酸果糖酯的粗溶液。
(2)在上述甘氨酸果糖酯的粗溶液中分三次共加入255重量份的正己烷萃取剂，每次的添加量为85重量份，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸-南极假单胞脂肪酶混合物，上层为甘氨酸果糖酯-正己烷溶液；其中，1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸-南极假单胞脂肪酶混合物可直接用于下一轮的氨基酸糖酯的制备，甘氨酸果糖酯-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，即得到可用作钻井液基础油的甘氨酸果糖酯。
对所得氨基酸糖酯产物进行红外光谱检测，结果显示，2930cm-1、2850cm-1为C-H伸缩振动吸收峰；1740cm-1处强吸收峰为酯基上的C-O伸缩振动吸收峰；1455cm-1、1370cm-1出为C-H弯曲振动吸收峰；1095cm-1处为C-N伸缩振动吸收峰。所述氨基酸糖酯产物具有式I结构，R1选自氢；R2选自式4所示的基团。
按照上文所述的方法，对所述氨基酸糖酯产物进行性能检测。结果参见表1。
表1本发明实施例1～10制得的氨基酸糖酯的性能和产率
由表1可知，本发明提供的氨基酸糖酯具有良好的润滑性和相溶性等特点，能满足制作钻井液基油的性能需求。并且，所述氨基酸糖酯可由天然来源生物质分解产物氨基酸和单糖为原料进行合成，具有较好的生物降解性能，对环境友好，属于“绿色”功能性产品。
进一步地，本发明优选以离子液体为溶剂、生物酶为催化剂合成氨基酸糖酯，所选原料不含有芳香烃且价格较低，制备方法简便、条件温和，无废水、废气、废渣排放，制备过程无毒、高效、环保。
Claims (6)
1.一种氨基酸糖酯的制备方法，包括以下步骤：
在催化剂存在下，将氨基酸与单糖在溶剂中进行反应，得到氨基酸糖酯；
所述氨基酸选自甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸或天冬氨酸，所述单糖选自葡萄糖、半乳糖、果糖、甘露糖或核糖；所述催化剂为生物酶；所述溶剂为离子液体；所述生物酶选自木瓜蛋白酶、α-靡蛋白酶或南极假单胞脂肪酶；所述离子液体选自1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸和1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸中的一种或多种；
所述氨基酸糖酯具有式I结构：
式I中，R1选自氢、甲基、-CH2COOH或-CH2CH2COOH；
R2选自式1～5所示的基团中的任意一种：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨基酸、单糖、生物酶和离子液体的重量比为(75～135)：(150～180)：(10～35)：(100～350)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速度为150rpm～200rpm；
所述反应的温度为30℃～50℃，所述反应的时间为20h～24h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
采用萃取剂将反应得到的粗溶液进行萃取，得到上层溶液；
将所述上层溶液蒸发，分离出所述萃取剂，得到氨基酸糖酯。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述萃取剂选自正己烷、环己烷或乙酸乙酯。
6.权利要求1～5任一项所述的方法制得的氨基酸糖酯作为钻井液基础油的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510501697.5A CN106467562B (zh) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | 一种氨基酸糖酯、其制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510501697.5A CN106467562B (zh) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | 一种氨基酸糖酯、其制备方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106467562A CN106467562A (zh) | 2017-03-01 |
| CN106467562B true CN106467562B (zh) | 2019-06-18 |
Family
ID=58214886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510501697.5A Active CN106467562B (zh) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | 一种氨基酸糖酯、其制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106467562B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108752604B (zh) * | 2018-06-07 | 2021-02-02 | 北京大清生物技术股份有限公司 | 一种软组织填充材料及其制备方法与应用 |
| CN110684515B (zh) | 2018-07-06 | 2022-07-12 | 中国石油化工集团有限公司 | 取代的糖或糖苷及其在钻井液组合物中的应用 |
| CN116042286B (zh) * | 2022-11-22 | 2023-08-11 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种葡萄糖基/氨基酸复合碳球的制备方法及其应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101372515A (zh) * | 2008-05-08 | 2009-02-25 | 张禹 | 一种聚合物及其应用 |
| WO2011004163A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Emulsion stabilizing agents for drilling and completion fluids |
| CN102428156A (zh) * | 2009-03-18 | 2012-04-25 | 莱奥本矿业大学 | 处理井眼的方法和钻井液 |
-
2015
- 2015-08-14 CN CN201510501697.5A patent/CN106467562B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101372515A (zh) * | 2008-05-08 | 2009-02-25 | 张禹 | 一种聚合物及其应用 |
| CN102428156A (zh) * | 2009-03-18 | 2012-04-25 | 莱奥本矿业大学 | 处理井眼的方法和钻井液 |
| WO2011004163A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Emulsion stabilizing agents for drilling and completion fluids |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| Angiotensin converting enzyme inhibitory activity of amino acid esters of carbohydrates;Kamath, Vasudeva，等;《International Journal of Biological Macromolecules》;20060310;第38卷(第2期);第89-93页 |
| Glycopeptides. I. Synthesis of 6-(O-glycyl)glucose and 6-(O-DL-alanyl)glucose;Kochetkov, N. K.，等;《Zhurnal Obshchei Khimii》;19621231;第32卷;第1159-1166页 |
| Glycopeptides. XV. The hydrolytic stability of the ester bond in monosaccharide O-glycyl derivatives;Kochetkov, N. K.，等;《Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Khimicheskaya》;19671231(第2期);第367-371页 |
| Lipase catalyzed synthesis of L-alanyl esters of carbohydrates;Somashekar, Bhandya R.，等;《Enzyme and Microbial Technology》;20071231;第40卷(第2期);第299-309页 |
| Sugar-amino acid compound. III. Synthesis of 6-O-L-lysyl-D-glucose;Suzuki, Shigeo;《Yakugaku Zasshi》;19611231;第81卷;第935-957页 |
| Synthesis of inhibitors of glutamyl-tRNA synthetase;Desjardins, Michel，等;《 Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters》;19971231;第7卷(第18期);第2363-2366页 |
| 离子液体在生物酶催化反应中的应用进展;杨会龙，等;《河北工业科技》;20060630;第23卷(第5期);第301-305页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106467562A (zh) | 2017-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106467562B (zh) | 一种氨基酸糖酯、其制备方法及其应用 | |
| CN108003349B (zh) | 一种压裂用硅氧烷聚合物超临界二氧化碳增稠剂的制备方法 | |
| Mokhtari et al. | Reactive jojoba and castor oils-based cyclic carbonates for biobased polyhydroxyurethanes | |
| CN109679678B (zh) | 从模拟汽油中萃取碱性/非碱性氮的低共熔溶剂及方法 | |
| CN106467725B (zh) | 一种生物质钻井液基础液、其制备方法及其应用 | |
| Gunawan et al. | Optimization of alkyldiethanolamides synthesis from terminalia catappa L. kernel oil through enzymatic reaction | |
| CN101130796A (zh) | 利用固定化脂肪酶催化合成多元醇酯的方法 | |
| US20140171535A1 (en) | Polyols from biomass and polymeric products produced therefrom | |
| CN111909781A (zh) | 一种萃取植物毛油中游离脂肪酸的方法 | |
| KR101225110B1 (ko) | 오리오바시디움 플루란스 균주로부터 생성되는 신규한 생물학적 계면활성제 | |
| CN101085419A (zh) | 糖基季胺盐型阳离子表面活性剂、制法及应用 | |
| CN105623625A (zh) | 一种油基钻井液提切剂及其制备方法 | |
| CN101809023A (zh) | 含有抗坏血酸的酯衍生物的有机基硅氧烷 | |
| CN108837773A (zh) | 一种由松香基二肽表面活性剂形成的粘弹溶液 | |
| CN112889935A (zh) | 一种大豆油基油凝胶的制备方法 | |
| CN102964864B (zh) | 一种多功能呋喃酮荧光增白剂及其制备方法 | |
| CN106986890B (zh) | 一种2-乙烯基-2,4,4,6,6-五甲基环三硅氧烷的环保制备方法 | |
| Akintayo et al. | Studies on newly developed urethane modified polyetheramide coatings from Albizia benth oil | |
| CN104003869A (zh) | 双离子液体微乳液催化合成油酸月桂酯的方法及其应用 | |
| CN114806507B (zh) | 一种环保抑尘剂及其制备方法和应用 | |
| WO2017027388A1 (en) | Carbonated estolides and methods of making and using the same | |
| CN103865961A (zh) | 酶法制备亚甲基碳酸酯的方法 | |
| CN107541530A (zh) | 一种含双碲生物可降解聚合物及其制备方法 | |
| CN101418227A (zh) | 用千金子油制备生物柴油的方法 | |
| CN109266699B (zh) | 一种转酯化制备棕榈酸异辛酯的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210520 Address after: 100027 Chaoyangmen North Street, Chaoyang District, Chaoyang District, Beijing Patentee after: SINOPEC Group Patentee after: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp. Patentee after: Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co.,Ltd. Address before: 100028 Chaoyang District, Beijing Hui Xin Street 6, Twelfth level. Patentee before: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp. Patentee before: Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |