[发明专利]一种高浓高纯甜菜碱水溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备高浓、高纯甜菜碱水溶液的制备方法，其活性物含量高达 37重量％以上。

背景技术

由于甜菜碱是一种非常温和的助表面活性剂，能与所有表面活性剂配伍，具有 高起泡性、极好的增粘性、洗净力的特点，目前其已成为家居产品、化妆品行业中 各种洗涤护理配方中的固定成分。另外，甜菜碱还具有良好的去污能力，刺激性低， 甚至对敏感性皮肤也不会造成任何毒副作用，尤其是用于清洁头发和身体的各类个 人洗涤用品。

现有的甜菜碱水溶液的制备方法，通常是将含叔胺氮原子的脂肪酰胺与卤代羧 酸或其盐在水中进行季铵化反应。

所用含叔胺氮原子的脂肪酰胺具有以下通式：

R₃-CONH-(CH₂)m-N⁺R₁R₂     (I)

R₃为具有8至18个碳原子的天然植物脂肪烷基，以及它们天然存在或特 殊改进的混合物。

R₁R₂为相同或不同的具有1至4个碳原子的烷基。

m可以为1至3。

在第一步酰胺化反应中，利用碳链长8至18个碳原子的天然存在的脂肪酸，例 如椰子油酸或棕榈油酸，以及它们的氢化物在130至180℃下与具有下列通式的胺 进行缩合反应：

H₂N-(CH₂)m-NR₁R₂      (II)

R₁、R₂为相同或不同的具有1至4个碳原子的烷基，

m可以为1至3

得到具有通式(I)的含叔胺氮原子的脂肪酰胺。

接着，在第二步季铵化反应中，由含叔胺氮原子的脂肪酰胺与卤代羧酸在水介 质中进行季铵化反应，卤代羧酸具有以下通式：

X-(CH₂)yCOOH      (III)

y可以为1至3

X表示卤原子

得到具有以下通式的甜菜碱：

R₃-CONH-(CH₂)m-N⁺R₁R₂(CH₂)yCOO^-

R₃为具有8至18个碳原子的天然植物脂肪烷基，以及它们天然存在或特 殊改进的混合物。

R₁、R₂为相同或不同的具有1至4个碳原子的烷基。

m可以为1至3。

y可以为1至3。

所述季铵化反应通常在水介质中向含叔胺氮原子的脂肪酰胺中加入卤代羧酸 (优选氯乙酸)或卤代羧酸的钠盐，并在约70-100℃下反应完成季铵化。

目前，按此方法合成、普遍生产和使用的甜菜碱溶液其固体物含量约为30％-35％ 或以下。

但是，为了降低生产、储存与运输成本，以及后继的使用或复配等原因，在很 多情况下，不管是生产厂家还是使用单位，均希望其有更高的浓度。因此，到目前 已提出过许多解决这一问题的方法。但是，这些方法所制备的甜菜碱水溶液的固含 量有些只能提高到40％；而固含量达到或接近50％的产品，要么非常粘稠，流动性差， 使用不方便，或者是向反应体系中加入了过多的粘度调节剂，如非离子表面活性剂 (聚氧乙烯醚类等)、两性甘氨酸盐、三甲基甘氨酸、环糊精、葡聚糖等，但这些物 质的加入在降低甜菜碱粘度的同时，也会在用户使用时使配方体系粘度大大降低， 对产品的使用影响较大；还有一些方法是向反应体系中加入有机溶剂，而含有机溶 剂对用户配方造成潜在的负面影响则可能更大。所以，目前已提出的一些方法对于 解决这一问题还是不能令人满意的。