CN114956928A - N-酰基氨基酸盐的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的是现有技术采用脂肪酰氯加入氨基酸盐的方式制备N‑酰基氨基酸盐的方法存在的产品中脂肪酸残留量大或冷藏浑浊的技术问题，通过采用N‑酰基氨基酸盐的生产方法，包括：(1)使配置撤热装置和搅拌装置的反应器获得氨基酸碱金属盐碱性预冷溶液；(2)在所述反应器外获得含预设量脂肪酰氯的预冷液体；(3)在维持撤热装置和搅拌装置运转情况下，将步骤(2)预设量的20～100％脂肪酰氯快速投入所述反应器，然后进行反应；(4)若预设量脂肪酰氯预冷液体还有余量时，将所述余量的脂肪酰氯预冷液体投入所述反应器，然后进行反应；步骤(3)的反应温度为25℃以下的方案，解决了该问题，可用于N‑酰基氨基酸盐生产。
Description
技术领域
本发明涉及N-酰基氨基酸盐的生产方法。
背景技术
随着个人健康护理以及保护环境的观念愈加深入人心，人们对各类产品的安全性、环保性提出了更高的要求。氨基酸表面活性剂作为一种以氨基酸为基础的环保表面活性剂，因其具有抑菌效果、生物相容性好、降解安全迅速等独特功能而世界各国的重视。近年来，氨基酸表面活性剂被广泛应用于化妆品(洗面奶、沐浴露、洗发露、面膜等)、洗涤剂、医药卫生等应用领域，其年产量正在快速增加。
N-酰基氨基酸盐是氨基酸表面活性剂当中十分具有典型特征的阴离子表面活性剂，通过氨基酸与长链脂肪酰氯反应制得。当前主要的生产工艺可分为有机溶剂法或水溶剂法：有机溶剂法以丙酮、异丙醇、乙醇等为溶剂进行反应，再将溶剂蒸出得到产品，耗时长、能耗高，同时也严重违背了安全、环保的目的。水溶剂法中，生产上将固体氨基酸、碱液和水直接投入反应锅中进行搅拌溶解，为了降低脂肪酰氯的水解的程度，脂肪酰氯是以滴加或细流状缓慢加入到反应体系中。
发明内容
本发明所要解决的是现有技术采用脂肪酰氯加入氨基酸盐的方式制备N-酰基氨基酸盐的方法存在的产品中脂肪酸残留量大或冷藏浑浊的技术问题，提供一种新的N-酰基氨基酸盐的生产方法，该方法得到的产品具有脂肪酸残留量低和产品冷藏不发生浑浊的特点。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
N-酰基氨基酸盐的生产方法，包括：
(1)使配置撤热装置和搅拌装置的反应器获得氨基酸碱金属盐碱性预冷溶液；
(2)在所述反应器外获得含预设量脂肪酰氯的预冷液体；
(3)在维持撤热装置和搅拌装置运转情况下，将步骤(2)预设量的20～100％脂肪酰氯快速投入所述反应器，然后进行反应；
(4)若预设量脂肪酰氯预冷液体还有余量时，将所述余量的脂肪酰氯预冷液体投入所述反应器，然后进行反应；
步骤(3)的反应温度为25℃以下。
本领域技术人员一般认为，通过降低反应温度和酰氯加入氨基酸盐中的方式以滴加或细流状的形式缓缓加入氨基酸盐中，有利于降低产品中脂肪酸的残留量。但本发明的发明人发现，当反应的最高温度不超过25℃时，酰氯加入氨基酸盐中的方式以快速加入而非现有技术中的缓慢加入形式更好，此时酰氯快速加入是降低产品中脂肪酸残留的关键因素，能够显著降低产品中脂肪酸的残留，而且得到的产品冷藏不容易发生浑浊。另外，由于酰氯是快速加入的，显著减少了从开始加入酰氯到反应结束所需的时间，提高了生产的时间效率。
上述技术方案中，步骤(1)所述预冷溶液的温度为T1，优选T1＝0～8℃，例如但不限于T1为0.5℃、1℃、1.5℃、2℃、2.5℃、3℃、3.5℃、4℃、4.5℃、5℃、5.5℃、6℃、6.5℃、7℃、7.5℃等等。
上述技术方案中，优选步骤(1)所述预冷溶液的pH值为8～13，作为非限制性举例，pH值为8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5等等，但更优选9～12。为了获得合适的碱性，优选预冷溶液采用的pH调节剂为碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐，更优选碱金属氢氧化物，所述碱金属优选为钾或钠。。
上述技术方案中，步骤(1)所述预冷溶液的溶剂包括水。优选本领域技术人员知道，溶剂可以是水，或者本领域现有技术中采用的水与水溶性有机溶剂的混合物。例如但不限于这样的有机溶剂可以是丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃等等。
上述技术方案中，步骤(1)所述的氨基酸没有特别限制，只要是分子中含有氨基和酸基团均可。优选ɑ氨基酸(氨基与酸基团与同C连接)和β氨基酸(氨基与酸基团分别与相邻C连接)，更常用ɑ氨基酸。所述的氨基可以是伯氨基，也可以是仲氨基。所述的酸基团可以是羧基(-COOH)、磷酸基(-OPO(OH)2)、膦酸基(-PO(OH)2)、硫酸基(-OSO3H)、磺酸基(-SO3H)等。作为非限制性的举例，这些氨基酸可以是：甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、酪氨酸、赖氨酸、精氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、牛磺酸等等。
上述技术方案中，优选步骤(1)所述碱金属为钾或钠。
上述技术方案中，优选步骤(1)的氨基酸碱金属盐碱性预冷溶液中，氨基酸碱金属盐以氨基酸计，氨基酸碱金属盐碱性预冷溶液氨基酸的重量浓度为5～40％，例如但不限于氨基酸的重量浓度为10％、15％、20％、25％、30％、35％等等。
上述技术方案中，步骤(2)所述含预设量脂肪酰氯的预冷液体的构成可以仅仅是脂肪酰氯，也可以是脂肪酰氯溶于对脂肪酰氯呈化学惰性的水溶性有机溶剂中得到的溶液。本领域技术人员可以理解，不同脂肪酰氯的熔点不同，当步骤(2)所需预冷液体的温度高于脂肪酰氯的熔点时，脂肪酰氯能够保持液体状态，此时预冷液体可以由脂肪酰氯组成，当然也可选预冷液体是将脂肪酰氯溶于低熔点有机溶剂中得到的溶液，按照步骤(2)所需预冷液体的温度为0～8℃，作为非限制性举例当脂肪酰氯是月桂酰氯(熔点为-17℃)、肉豆蔻酰氯(熔点为-1℃)等时就属于这种情况；但当步骤(2)所需预冷液体的温度低于脂肪酰氯的熔点时，脂肪酰氯不能够保持液体状态，此时预冷液体只能是将脂肪酰氯溶于低熔点有机溶剂中得到的溶液，按照步骤(2)所需预冷液体的温度为0～8℃，作为非限制性举例当脂肪酰氯是棕榈酰氯(熔点为～12℃)等时就属于这种情况。
上述技术方案中，所述低熔点溶剂是熔点低于-5℃的那些溶剂，例如但不限于熔点低于-10℃的那些溶剂，熔点低于-20℃的那些溶剂，熔点低于-30℃的那些溶剂，熔点低于-40℃的那些溶剂，熔点低于-50℃的那些溶剂，熔点低于-60℃的那些溶剂，熔点低于-70℃的那些溶剂，熔点低于-80℃的那些溶剂，熔点低于-90℃的那些溶剂，熔点低于-100℃的那些溶剂等等。作为所述的低熔点溶剂具体化合物非限制性举例，所述的低熔点溶剂例如但不限于是丙酮(熔点为-95℃)、乙腈(熔点为-45℃)、四氢呋喃(熔点为-108.5℃)等等。
本领域技术人员知道，按照氨基酸盐与脂肪酰氯的反应计量关系，当脂肪酰氯过量时，反应产物中会有较多的脂肪酸盐杂质，脂肪酸盐杂质难于除去，而相对而言，当氨基酸盐过量时，反应产物中虽然会有较多的未反应的氨基酸盐，但氨基酸盐更易除去。因此，本领域技术人员知道，步骤(2)所述预设量优选是相对于反应计量关系，步骤(1)氨基酸盐的量不小于脂肪酰氯的量。或者换一种说法，
若步骤(1)的预冷溶液含有的氨基酸碱金属盐以氨基(包括伯胺基和仲氨基)的摩尔数计为X，步骤(2)的预冷液体含有的脂肪酰氯以酰氯基团(-COCl)的摩尔数计为Y，所述预设量优选是X/Y为大于等于1。但是，投入过多的氨基酸盐，会造成反应容器利用率下降等，影响生产方法的经济性，综合各种因素考虑，本领域通常会预设X/Y为1～1.4，例如但不限于X/Y为1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.1、1.15、1.20、1.25、1.3、1.35，更优选1.01～1.3。
步骤(2)所述的脂肪酰氯优选符合RCOCl，其中R优选为C7～C19的烃基。例如但不限于R为C8的烃基、C9的烃基、C10的烃基、C11的烃基、C12的烃基、C13的烃基、C14的烃基、C15的烃基、C16的烃基、C17的烃基、C18的烃基等等。仅作为脂肪酰氯具体化学商品非限制性举例，脂肪酰氯可以是椰油酰氯、月桂酰氯、肉豆蔻酰氯或棕榈酰氯等等。
上述技术方案中，步骤(2)预冷液体的温度为T2，T2＝0～8℃，例如但不限于T2为0.5℃、1℃、1.5℃、2℃、2.5℃、3℃、3.5℃、4℃、4.5℃、5℃、5.5℃、6℃、6.5℃、7℃、7.5℃等等。
上述技术方案中，T1与T2是相互独立的，可以相同，也可以不相同。
上述技术方案中，作为非限制性的举例，步骤(3)中，快速投入反应器脂肪酰氯的量是步骤(2)预设量的25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％等等。但是作为优选，这个百分数越大越好，越有利于降低产品中脂肪酸残留量。
上述技术方案中，快速投入所述反应器的快速，是指越快越好，在实际操作中的把握方法是例如将步骤(3)所需量的脂肪酰氯投入反应器所需的时间计为t3时，t3≤30秒，例如但不限于t3值为1秒、2秒、4秒、6秒、8秒、10秒、12秒、14秒、16秒、18秒、20秒、22秒、24秒、26秒、28秒等等。
上述技术方案中，步骤(3)的反应温度T3为大于0℃且25℃以下，例如但不限于T3为1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃。
至于步骤(3)所述反应所需的时间，本领域技术人员可以根据反应体系的pH在5分钟内不需加入pH调节剂仍能保持稳定视为达到了完全反应所需的最少时间。通常地，步骤(3)所述反应的反应时间不低于5分钟，例如但不限于5～30分钟，更具体的非限制性举例，步骤(3)所述反应的反应时间为7分钟、9分钟、11分钟、13分钟、15分钟、17分钟、19分钟、21分钟、23分钟、25分钟、27分钟等等。
本发明的技术关键是步骤(3)，当步骤(2)将预设量100％脂肪酰氯快速投入所述反应器时就省略了步骤(4)；只有当步骤(2)快速投入所述反应器量不足预设量的100％时，才进行步骤(4)，因此步骤(4)的投入反应器是快速抑或是以传统的滴加或者细流状缓缓加入反应器均可以实现本发明并取得可比的本发明的技术效果。但步骤(4)优选的方式是将所述余量的脂肪酰氯预冷液体快速投入所述反应器，然后进行反应。
上述技术方案中，步骤(4)中快速投入所述反应器的快速，是指越快越好，在实际操作中的把握方法是例如将步骤(4)所述余量的脂肪酰氯投入反应器所需的时间计为t4时，t4≤30秒，例如但不限于t4值为1秒、2秒、4秒、6秒、8秒、10秒、12秒、14秒、16秒、18秒、20秒、22秒、24秒、26秒、28秒等等。
上述技术方案中，优选步骤(4)的反应温度为25℃以下。例如但不限于是：步骤(4)所述反应中的反应温度为T4，T4为0～25℃(例如但不限于T3为1℃、3℃、4℃、5℃、7℃、8℃、10℃、12℃、14℃、18℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃等等)。
至于步骤(4)所述反应所需的时间，本领域技术人员可以根据反应体系的pH在5分钟内不需加入pH调节剂仍能保持稳定视为达到了完全反应所需的最少时间。通常地，步骤(4)所述反应的反应时间不低于5分钟，例如但不限于5～30分钟，更具体的非限制性举例，步骤(4)所述反应的反应时间为7分钟、9分钟、11分钟、13分钟、15分钟、17分钟、19分钟、21分钟、23分钟、25分钟、27分钟等等。
上述技术方案中，优选地，步骤(3)和步骤(4)的反应过程中，控制反应体系的pH独立为8～13，作为非限制性举例，pH点值独立为8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5等等，但pH独立更优选9～12。为了降低因反应的进行消耗氢氧根造成的pH下降的趋势，控制反应体系的pH，步骤(3)和步骤(4)采用的pH碱性调节剂独立优选碱金属氢氧化物。更独立优选所述碱金属为钾或钠。
上述技术方案中，从经济性和原料易得程度考虑，优选地，步骤(3)和步骤(4)采用的pH碱性调节剂独立为氢氧化钠。当步骤(3)和步骤(4)采用的pH碱性调节剂为氢氧化钠时，更优选采用氢氧化钠水溶液，最优选采用重量浓度为20～40％的氢氧化钠水溶液。例如但不限于氢氧化钠的重量浓度为21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、43％、35％、36％、37％、38％、39％等等。
本发明具体实施方式中固含量的定义和测量方法是：准确称取试验样品约2.0g(称准至0.001g)，放于已恒重的称量瓶中；将盛有试样的称量瓶放入(140±2)℃烘箱中干燥1小时；取出称量瓶，置于干燥器中冷却30分钟后加盖，称量。固含量以质量百分数X表示，按下式计算：
式中：
m1—试验样品干燥后残留的质量；
m0—试验样品的质量。
脂肪酸含量测量方法
本发明具体实施方式中脂肪酸含量的测量采用高效液相色谱法(李泽勇,陈磊,刘康,汤仲标,张利萍.高效液相色谱法检测氨基酸表面活性剂中脂肪酸的含量[J].日用化学工业，2017，47(11)：655～658)进行。
冷藏实验的方法
将250ml产品密封于的250ml样品瓶中，置于2℃恒温箱中保存15天，然后取出观察是否浑浊，为便于观察对比，将白色横杆贴紧样品瓶后方作为衬托。产品澄清透明则说明产品冷藏性质好，浑浊说明产品冷藏性质差。
下面通过附图说明和具体实施方式对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是实施例1产品的照片。
图2是比较例1产品的照片。
图3是比较例2产品的照片。
具体实施方式
【实施例1】
一次性快速投入脂肪酰氯，脂肪酰氯为椰油酰氯(平均摩尔质量为219g/mol)，氨基酸为谷氨酸，具体为：
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为11的2900克谷氨酸钠溶液(含谷氨酸570克，或3.87摩尔，由谷氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度为7℃，将在冷藏室预制冷至7℃的660克椰油酰氯(也即椰油酰氯为3.01摩尔，谷氨酸与酰氯摩尔比为1.28)，用15秒的时间将全部椰油酰氯快速投入(也即投入预设量100％酰氯用了15秒)反应釜中，以开始投入椰油酰氯的时刻作为反应时间计时起点，并同时开始用预制冷至7℃的重量浓度为33％的氢氧化钠水溶液控制反应釜内物料的pH为11±0.5，反应初期，釜内温度快速升温，反应时间为3分钟时釜温度达到最高为23℃并保持稳定，反应时间为8分钟时温度开始回落，同时pH稳定，停止补碱。继续反应，在反应时间为13分钟时，停止反应，此时釜内物料温度回落至刻降至18℃。得到的产物物料，用去离子水调节固含量为30％的椰油酰基谷氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为0.51％。产品经冷藏实验仍能保持澄清透明。
【实施例2】
与实施例1的主要区别在于，脂肪酰氯分两批快速投入，其中第1批投入的量为预设量的三分之二，第2批投入的量为预设量的三分之一，具体为：
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为11的2900克谷氨酸钠溶液(含谷氨酸570克，或3.87摩尔，由谷氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度为7℃，将在冷藏室预制冷至7℃的440克椰油酰氯用9秒的时间快速投入反应釜中，以开始投入椰油酰氯的时刻作为反应时间计时起点，并同时开始用预制冷至7℃的重量浓度为33％的氢氧化钠水溶液控制反应釜内物料的pH为11±0.5，反应初期，釜内温度快速升温，反应时间为3分钟时釜温度达到最高为22℃并保持稳定，反应时间为7分钟时温度开始回落，同时pH稳定，停止补碱。继续反应，在反应时间为11分钟时，釜内物料温度回落至刻降至18℃，维持18℃，以15克/分钟的速度将220克椰油酰氯缓慢加入反应釜中，同时通过加入浓度为33％的氢氧化钠水溶液维持反应釜内pH为11±0.5，椰油酰氯加毕，继续维持反应釜内pH为11±0.5反应10分钟，得到的产物物料，用去离子水调节固含量为30％的椰油酰基谷氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为2.18％。产品经冷藏实验少量析出。
【实施例3】
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为11的2900克谷氨酸钠溶液(含谷氨酸570克，或3.87摩尔，由谷氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度为7℃，将在冷藏室预制冷至7℃的440克椰油酰氯用10秒的时间快速投入反应釜中，以开始投入椰油酰氯的时刻作为反应时间计时起点，并同时开始用预制冷至7℃的重量浓度为33％的氢氧化钠水溶液控制反应釜内物料的pH为11±0.5，反应初期，釜内温度快速升温，反应时间为3分钟时釜温度达到最高为22℃并保持稳定，反应时间为7分钟时温度开始回落，同时pH稳定，停止补碱。继续反应，在反应时间为13分钟时，釜内物料温度回落至刻降至15℃，将220克椰油酰氯用6秒的时间加入反应釜中，同时通过加入浓度为33％的氢氧化钠水溶液维持反应釜内pH为11±0.5，釜内温度再次上升，在反应时间为15分钟时达到22℃并保持稳定，同时pH稳定，停止补碱。反应时间为17分钟时温度开始下降，继续反应至22分钟，停止反应，此时反应温度为18℃。得到的产品用去离子水调节固含量为30％的椰油酰基谷氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为1.03％。产品经冷藏实验保持澄清透明。
【实施例4】
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为11的2900克谷氨酸钠溶液(含谷氨酸570克，或3.87摩尔，由谷氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度为5℃，将在冷藏室预制冷至5℃的800克月桂酰氯(也即月桂酰氯为3.65摩尔，谷氨酸与酰氯摩尔比为1.06)，用16秒的时间将全部月桂酰氯快速投入(也即投入预设量100％酰氯用了16秒)反应釜中，以开始投入月桂酰氯的时刻作为反应时间计时起点，并同时开始用预制冷至5℃的重量浓度为33％的氢氧化钠水溶液控制反应釜内物料的pH为11±0.5，反应初期，釜内温度快速升温，反应时间为3分钟时釜温度达到最高为24℃并保持稳定，反应时间为7分钟时温度开始回落，同时pH稳定，停止补碱。继续反应，在反应时间为12分钟时，停止反应，此时釜内物料温度回落至刻降至20℃。得到的产物物料，用去离子水调节固含量为30％的月桂酰基谷氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为0.34％。产品经冷藏实验仍能保持澄清透明。
【实施例5】
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为10的2700克肌氨酸钠溶液(含肌氨酸400克，或4.49摩尔，由肌氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度为3℃，将在冷藏室预制冷至3℃的800克月桂酰氯(也即月桂酰氯为3.65摩尔，肌氨酸与酰氯摩尔比为1.23)，用25秒的时间将全部月桂酰氯快速投入(也即投入预设量100％酰氯用了25秒)反应釜中，以开始投入月桂酰氯的时刻作为反应时间计时起点，并同时开始用预制冷至3℃的重量浓度为33％的氢氧化钠水溶液控制反应釜内物料的pH为10±0.5，反应初期，釜内温度快速升温，反应时间为3分钟时釜温度达到最高为25℃并保持稳定，反应时间为7分钟时温度开始回落，同时pH稳定，停止补碱。继续反应，在反应时间为12分钟时，釜内物料温度回落至刻降至21℃，停止反应，得到的产物物料，用去离子水调节固含量为30％的月桂酰基肌氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为0.22％。产品经冷藏实验仍能保持澄清透明。
【实施例6】
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为10的2700克肌氨酸钠溶液(含肌氨酸400克，或4.49摩尔，由肌氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度为5℃，将在冷藏室预制冷至5℃的800克椰油酰氯(也即椰油酰氯为3.65摩尔，肌氨酸与酰氯摩尔比为1.23)，用22秒的时间将全部椰油酰氯快速投入(也即投入预设量100％酰氯用了22秒)反应釜中，以开始投入椰油酰氯的时刻作为反应时间计时起点，并同时开始用预制冷至5℃的重量浓度为33％的氢氧化钠水溶液控制反应釜内物料的pH为10±0.5，反应初期，釜内温度快速升温，反应时间为4分钟时釜温度达到最高为23℃并保持稳定，反应时间为10分钟时温度开始回落，同时pH稳定，停止补碱。继续反应，在反应时间为15分钟时，釜内物料温度回落至刻降至19℃，停止反应，得到的产物物料，用去离子水调节固含量为30％的椰油酰基肌氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为0.24％。产品经冷藏实验仍能保持澄清透明。
【实施例7】
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为11的2750克甘氨酸钠溶液(含甘氨酸360克，或4.8摩尔，由甘氨酸溶于水并用重量浓度为30％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度为8℃，将在冷藏室预制冷至8℃的840克椰油酰氯(也即椰油酰氯为3.84摩尔，甘氨酸与酰氯摩尔比为1.25)，用28秒的时间将全部椰油酰氯快速投入(也即投入预设量100％酰氯用了28秒)反应釜中，以开始投入椰油酰氯的时刻作为反应时间计时起点，并同时开始用预制冷至8℃的重量浓度为33％的氢氧化钠水溶液控制反应釜内物料的pH为10.5±0.5，反应初期，釜内温度快速升温，反应时间为3分钟时釜温度达到最高为24℃并保持稳定，反应时间为9分钟时温度开始回落，同时pH稳定，停止补碱。继续反应，在反应时间为14分钟时，釜内物料温度回落至刻降至19℃，停止反应，得到的产物物料用去离子水调节固含量为30％的椰油酰基甘氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为0.35％。
【实施例8】
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为10的2700克丙氨酸钠溶液(含丙氨酸370克，或4.16摩尔，由丙氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度为7℃，将在冷藏室预制冷至7℃的850克月桂酰氯(也即月桂酰氯为3.88摩尔，丙氨酸与酰氯摩尔比为1.07)，用25秒的时间将全部月桂酰氯快速投入(也即投入预设量100％酰氯用了25秒)反应釜中，从开始投入月桂酰氯为反应时间计时起点，并同时开始用预制冷至8℃的重量浓度为33％的氢氧化钠水溶液控制反应釜内物料的pH为9.5±0.5，反应初期，釜内温度快速升温，反应时间为3分钟时釜温度达到最高为23℃并保持稳定，反应时间为10分钟时温度开始回落，同时pH稳定，停止补碱。继续反应，在反应时间为15分钟时，釜内物料温度回落至刻降至18℃，停止反应，得到的产物物料用去离子水调节固含量为30％的月桂酰基丙氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为0.32％。
【比较例1】
同“实施例1”对比，不同之处主要是：椰油酰氯和谷氨酸钠溶液不需预制冷到0～8℃，酰化反应的反应温度全程为23℃，以及椰油酰氯缓缓加入反应体系，具体是：
向配置搅拌和恒温装置的10升反应釜中加入pH为11的2900克谷氨酸钠溶液(含谷氨酸570克，或3.87摩尔，由谷氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和恒温装置，使反应釜内物料温度维持23℃情况下，将660克椰油酰氯(也即椰油酰氯为3.01摩尔，谷氨酸与酰氯摩尔比为1.28)以15克/分钟的速度缓慢加入反应釜中(也即投入预设量100％酰氯用44分钟)，以开始投入椰油酰氯的时刻作为反应时间计时起点，同时通过加入浓度为33％的氢氧化钠水溶液维持反应釜内pH为11±0.5，椰油酰氯加毕，继续维持反应釜内pH为11±0.5反应10分钟，得到的产物物料，用去离子水调节固含量为30％的椰油酰基谷氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为3.57％。与实施例1相比，产品经冷藏实验，有物质析出，导致产品浑浊。
【比较例2】
与比较例1相比，主要区别是：对椰油酰氯和谷氨酸钠溶液进行预制冷处理，降温至7℃，反应温度全程保持在7℃。具体是：
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为11的2900克谷氨酸钠溶液(含谷氨酸570克，或3.87摩尔，由谷氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度维持7℃，将在冷藏室预制冷至7℃的660克椰油酰氯以15克/分钟的速度缓慢加入反应釜中(也即投入预设量100％酰氯用44分钟)，以开始投入椰油酰氯的时刻作为反应时间计时起点，同时通过加入浓度为33％的氢氧化钠水溶液维持反应釜内pH为11±0.5，椰油酰氯加毕，继续维持反应釜内pH为11±0.5反应10分钟，得到的产物物料，用去离子水调节固含量为30％的椰油酰基谷氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为3.14％。
与实施例1相比，产品经冷藏实验明显变得浑浊。
【比较例3】
与比较例2相比比，主要区别是：酰氯加完后继续反应的时间由10分钟延长到20分钟。具体是：
向配置搅拌和制冷恒温装置的10升反应釜中加入pH为11的2900克谷氨酸钠溶液(含谷氨酸570克，或3.87摩尔，由谷氨酸溶于水并用重量浓度为33％氢氧化钠水溶液中和和调pH得到)，开启搅拌和制冷恒温装置，使反应釜内物料温度维持7℃，将在冷藏室预制冷至7℃的660克椰油酰氯以15克/分钟的速度缓慢加入反应釜中(也即投入预设量100％酰氯用44分钟)，以开始投入椰油酰氯的时刻作为反应时间计时起点，同时通过加入浓度为33％的氢氧化钠水溶液维持反应釜内pH为11±0.5，椰油酰氯加毕，继续维持反应釜内pH为11±0.5反应20分钟，得到的产物物料，用去离子水调节固含量为30％的椰油酰基谷氨酸钠产品。经测试，脂肪酸含量为3.11％。
与实施例1相比，产品经冷藏实验明显变得浑浊。
比较例3与比较例2的脂肪酸含量没有明显差别，说明比较例1的10分钟反应时间是足够的。
表1
Claims (10)
1.N-酰基氨基酸盐的生产方法，包括：
(1)使配置撤热装置和搅拌装置的反应器获得氨基酸碱金属盐碱性预冷溶液；
(2)在所述反应器外获得含预设量脂肪酰氯的预冷液体；
(3)在维持撤热装置和搅拌装置运转情况下，将步骤(2)预设量的20～100％脂肪酰氯快速投入所述反应器，然后进行反应；
(4)若预设量脂肪酰氯预冷液体还有余量时，将所述余量的脂肪酰氯预冷液体投入所述反应器，然后进行反应；
其特征是步骤(3)的反应温度为25℃以下。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是步骤(1)所述预冷溶液的pH值为8～13，更优选9～12。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是步骤(1)所述预冷溶液的溶剂包括水。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是步骤(1)的氨基酸碱金属盐碱性预冷溶液中，氨基酸碱金属盐以氨基酸计，氨基酸碱金属盐碱性预冷溶液氨基酸的重量浓度为5～40％。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是步骤(2)所述含预设量脂肪酰氯的预冷液体是脂肪酰氯或者是脂肪酰氯溶于对脂肪酰氯呈化学惰性的水溶性有机溶剂中得到的溶液。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是若步骤(1)的预冷溶液含有的氨基酸碱金属盐以氨基的摩尔数计为X，步骤(2)的预冷液体含有的脂肪酰氯以酰氯基团(-COCl)的摩尔数计为Y，所述预设量优选是X/Y为大于等于1。优选X/Y为1～1.4，更优选1.01～1.3。
7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是步骤(3)所需量的脂肪酰氯投入反应器所需的时间计为t3时，t3≤30秒。
8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是步骤(3)所述反应的反应时间不低于5分钟，例如但不限于5～30分钟。
9.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是步骤(3)和步骤(4)的反应过程中，控制反应体系的pH独立为8～13，pH更优选独立为9～12。为了降低因反应的进行消耗氢氧根造成的pH下降的趋势，控制反应体系的pH，步骤(3)和步骤(4)采用的pH碱性调节剂独立优选碱金属氢氧化物。更独立优选所述碱金属为钾或钠。
10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征是当步骤(3)和步骤(4)采用的pH碱性调节剂为氢氧化钠，优选采用氢氧化钠水溶液，更优选采用重量浓度为20～40％的氢氧化钠水溶液。
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