CN112521297A - 一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法 - Google Patents

一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，步骤一：脂肪酸和乙醇胺的脱水反应：将脂肪酸和乙醇胺在甲醇中混合，并加入一定量的固体超强碱催化剂，加热搅拌数小时，得到脂肪酰胺单乙醇溶液；步骤二：催化剂回收再生：真空抽滤回收固体催化剂，用溶剂洗涤催化剂后，烘干称重，计算催化剂的回收率；步骤三：脂肪酰胺乙醇的精制：体系中加入不良溶剂后析出脂肪酰胺单乙醇。本发明以固体超强碱作为催化剂，利用脂肪酸和乙醇胺的缩合反应合成脂肪酰胺单乙醇，该方法所用的催化剂用量少，反应条件温和，催化剂可回收，反应转化率高，产品收率高，反应结束后无需纯化处理，催化剂回收后重复使用多次，其活性未降低。

Description

一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法
技术领域
本发明涉及化合物合成制备领域，具体为一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法。
背景技术
脂肪酰胺单乙醇是一种非离子表面活性剂前体，通过对醇羟基做进一步的修饰，如磷酸酯化，硫酸酯化，羧甲基化，乙氧基化和琥珀酸化反应可以制备多种易于生物降解的表面活性剂，此类表面活性剂在医药，橡胶，洗涤等多领域有较大的应用前景。同时，脂肪酰胺单乙醇也是内源性脂质信号分子，是在动物，海洋和植物来源的许多不同细胞中发现的一种天然存在的脂质。许多脂肪酰胺单乙醇有类似棕榈酰胺单乙醇（PEA）的抗炎止痛效用。脂肪酰胺单乙醇的合成主要为化学法。第一种方法为脂肪酰氯，脂肪酸甲酯，乙酯或者是混合酸酐的方法和对应的氨基反应制备。但是由于乙醇胺同时含有羟基和氨基，这在一定程度上降低了反应的选择性。第二种方法为，脂肪酸甘油酯和单乙醇胺反应制得，但是此路线反应不易反应完全，生成的甘油会带来一系列副产物，给产品提纯带来困难。固体超强碱具有催化活性高，后处理简单，与产物容易分离，可重复利用等优点，因此被认为是环境友好型催化剂，近来在化学化工领域得到了广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，具体步骤如下：
步骤一：脂肪酸和乙醇胺的脱水反应：将脂肪酸和乙醇胺在甲醇中混合，并加入一定量的固体超强碱催化剂，加热搅拌数小时，得到脂肪酰胺单乙醇溶液；
步骤二：催化剂回收再生：真空抽滤回收固体催化剂，用溶剂洗涤催化剂后，烘干称重，计算催化剂的回收率；
步骤三：脂肪酰胺乙醇的精制：体系中加入不良溶剂后析出脂肪酰胺单乙醇。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤一中的脂肪酸和乙醇胺的脱水反应，所采用的脂肪酸为油酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸的直链或者支链，饱和或者不饱和的脂肪酸一种或者几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤一中所使用的碱性催化剂为固体超强碱催化剂，主要指MF/γ-Al2O3催化剂；其中金属M可以是钾，钠，锂，Ba，Cs等一种或几种；其用量为反应底物的0.05-5%。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤二中所使用的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈和DMF中的一种或几种，以及无溶剂条件；其中溶剂和底物的比例为4-12：1。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤一中的乙醇胺和脂肪酸的比例为0.95-3:1。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤二中的催化剂回收方法为离心，或者真空抽滤，或者压滤等固液分离方法。
本发明的有益效果是：本发明以固体超强碱作为催化剂，利用脂肪酸甲酯和乙醇胺的胺解反应合成脂肪酰胺单乙醇，该方法所用的催化剂用量少，反应条件温和，催化剂可回收，反应转化率高，产品收率高，反应结束后无须纯化处理，催化剂回收后重复使用多次，其活性未改变。通过以上方法制备的脂肪酰胺单乙醇具备纯度高，气味淡，色泽浅等优点。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明提供一种技术方案：一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，具体步骤如下：
步骤一：脂肪酸和乙醇胺的脱水反应：将脂肪酸和乙醇胺在甲醇中混合，并加入一定量的固体超强碱催化剂，加热搅拌数小时，得到脂肪酰胺单乙醇溶液；
步骤二：催化剂回收再生：真空抽滤回收固体催化剂，用溶剂洗涤催化剂后，烘干称重，计算催化剂的回收率；
步骤三：脂肪酰胺乙醇的精制：体系中加入不良溶剂后析出脂肪酰胺单乙醇。
步骤一中的脂肪酸和乙醇胺的脱水反应，所采用的脂肪酸为油酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸的直链或者支链，饱和或者不饱和的脂肪酸一种或者几种。步骤一中所使用的碱性催化剂为固体超强碱催化剂，主要指MF/γ-Al2O3催化剂；其中金属M可以是钾，钠，锂，Ba，Cs等一种或几种；其用量为反应底物的0.05-5%。步骤二中所使用的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈和DMF中的一种或几种，以及无溶剂条件；其中溶剂和底物的比例为4-12：1。步骤一中的乙醇胺和脂肪酸的比例为0.95-3:1。步骤二中的催化剂回收方法为离心，或者真空抽滤，或者压滤等固液分离方法。
具体的，包括以下步骤:
步骤一：催化剂的制备：本发明采用浸渍法制备催化剂，以KF/γ-Al2O3为例，取一定量的氟化钾和γ-Al2O3浸渍法负载，120℃干燥箱烘干，研磨后放在马沸炉中焙烧一定时间，即得所需的催化剂。
步骤二：脂肪酸和乙醇胺的脱水反应：将脂肪酸和乙醇胺在甲醇中混合，并加入一定量的固体超强碱催化剂，加热搅拌数小时，得到脂肪酰胺单乙醇溶液；
步骤三：催化剂回收再生：真空抽滤回收固体催化剂，用溶剂洗涤催化剂后，烘干称重，计算催化剂的回收率；
脂肪酰胺乙醇的精制：体系中加入不良溶剂后析出脂肪酰胺单乙醇。
具体地，本发明脂肪酰胺单乙醇的合成方法，包括以下步骤：
步骤一：催化剂的制备： 金属氟化物和γ-Al2O3重量比控制在1:8-20, 烘箱干燥温度为100-150℃，马沸炉的焙烧温度控制在400-800℃，焙烧时间为5-10小时。
步骤二：乙醇胺和脂肪酸的比例为0.95-3:1，溶剂和底物脂肪酸的重量比为4-12:1，固体超强碱的用量为脂肪酸的5-50%，。反应温度为25-80℃，反应时间为2-12小时。
步骤三：催化剂回收所用的滤布的目数为300-600目，所用的催化剂洗涤的溶剂用量为催化剂重量的5-10倍。催化剂回收干燥温度为80-120℃。
步骤四：脂肪酰胺乙醇精制过程中所用的不良溶剂的用量为良溶剂的0.5-5倍。
实施例1
称取100g KF溶于1000Ml的纯净水中，加入100gγ-Al2O3常温搅拌3小时候后，滤除水相，湿固体用鼓风干燥箱120℃干燥5小时。然后将固体转移至马沸炉调节程序升温至500度（升温速度是60℃/h），焙烧6小时后，降至室温后，称重得112g白色固体，装袋待用。
在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计、以及油浴加热的条件下反应瓶中，加入十六酸100g，乙醇胺28.6g，甲醇300ml，超强碱催化剂 30g，升温至甲醇回流后，反应6小时，TLC检测原料反应完全后，保温过滤回收催化剂，滤饼用100mL甲醇洗涤后，回收套用。滤液中加入200mL叔丁基甲基醚后析出大量白色片状固体，产品过滤后烘干称重得82g白色片状固体。质量收率82%，产品经液相检测纯度为99.1%。
实施例2
称取100g BaF2溶于1000Ml的纯净水中，加入100gγ-Al2O3常温搅拌3小时候后，过滤除去水相，湿固体用鼓风干燥箱120℃干燥5小时。然后将固体转移至马沸炉调节程序升温至600度（升温速度是60℃/h），焙烧8小时后，降至室温后，称重得123g白色固体，装袋待用。
在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计、以及油浴加热的条件下反应瓶中，加入硬酯酸100g，乙醇胺42.94g，甲醇300ml，超强碱催化剂 50g，升温至甲醇回流后，反应6小时，TLC检测原料反应完全后，保温过滤回收催化剂，滤饼用100mL甲醇洗涤后，回收套用。滤液中加入200mL叔丁基甲基醚后析出大量白色片状固体，产品过滤后烘干称重得88g白色片状固体。质量收率88%，产品经液相检测纯度为98.9%。
实施例3
称取100g CsF2溶于1000Ml的纯净水中，加入100gγ-Al2O3常温搅拌3小时后，过滤除去水相，湿固体用鼓风干燥箱120℃干燥5小时。然后将固体转移至马沸炉调节程序升温至600度（升温速度是60℃/h），焙烧8小时后，降至室温，称重得115g白色固体，装袋待用。
在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计、以及油浴加热的条件下反应瓶中，加入油酸100g，乙醇胺32.44g，甲醇200ml，超强碱催化剂 20g，升温至甲醇回流后，反应8小时，TLC检测原料反应完全后，保温过滤回收催化剂，滤饼用100mL甲醇洗涤后，回收套用。滤液中加入200mL乙醚后析出大量白色片状固体，产品过滤后烘干称重得79g白色片状固体。质量收率79%，产品经液相检测纯度为98.8.%。
上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：脂肪酸和乙醇胺的脱水反应：将脂肪酸和乙醇胺在甲醇中混合，并加入一定量的固体超强碱催化剂，加热搅拌数小时，得到脂肪酰胺单乙醇溶液；
步骤二：催化剂回收再生：真空抽滤回收固体催化剂，用溶剂洗涤催化剂后，烘干称重，计算催化剂的回收率；
步骤三：脂肪酰胺乙醇的精制：体系中加入不良溶剂后析出脂肪酰胺单乙醇。
2.根据权利要求1所述的一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，其特征在于：所述步骤一中的脂肪酸和乙醇胺的脱水反应，所采用的脂肪酸为油酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸的直链或者支链，饱和或者不饱和的脂肪酸一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，其特征在于：所述步骤一中所使用的碱性催化剂为固体超强碱催化剂，主要指MF/γ-Al2O3催化剂；其中金属M可以是钾，钠，锂，Ba，Cs等一种或几种；其用量为反应底物的0.05-5%。
4.根据权利要求1所述的一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，其特征在于：所述步骤二中所使用的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈和DMF中的一种或几种，以及无溶剂条件；其中溶剂和底物的比例为4-12：1。
5.根据权利要求1所述的一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，其特征在于：所述步骤一中的乙醇胺和脂肪酸的比例为0.95-3:1。
6.根据权利要求1所述的一种脂肪酰胺单乙醇的绿色制备方法，其特征在于：所述步骤二中的催化剂回收方法为离心，或者真空抽滤，或者压滤等固液分离方法。
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CN104788332A (zh) * 2015-03-12 2015-07-22 江南大学 一种油酸单乙醇酰胺的制备和纯化方法
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