[发明专利]油脂制备N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂的制备，具体地说是采用油酯的方法制备N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂，属于有机化合物合成技术领域。

背景技术

N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂由于增加了酰胺基团和氨基酸部分，与普通皂类表面活性剂相比，具有更加优良的抗硬水性、低刺激低毒性、柔和性、缓蚀防锈性、良好生物降解性和对人体较好的亲和性等，而且与其它表面活性剂配伍性、耐硬水性、亲和力、稳定性都较好的优点，可用于洗涤剂、医药、抗菌剂、废水处理和化妆品等领域。随着人们越来越关注表面活性剂产品的安全性、温和性以及对环境保护要求的提高，该类表面活性剂将越来越受到人们的重视，应用领域会越来越广泛，具有很好的研究价值和应用前景。

N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂，可通过脂肪酸及其衍生物与氨基酸钠进行缩合反应来合成。N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂合成，国内普遍采用脂肪酰氯的酰胺化路线。反应式如下：

此工艺因为酰氯水解生成的HCl需要处理，同时操作工艺比较复杂，原料PCl₃对人体刺激性大存在环境污染问题，并且用脂肪酰氯作原料成本高，使该工艺生产的产品在应用方面受到了一定的限制。

例如，在实际生产过程中，首先酰氯的制备需要采用PCl₃或SOCl₂等对环境污染较大的物质，这就要求生产车间设备具有较高的耐酸性，同时在反应的第二步需要将脂肪酰氯缓慢加入氨基酸钠的溶液中，为保证反应能都顺利进行且不因酰氯水解产生较多的脂肪酸，需要在溶剂中加入少量有机溶剂，在不均相反应条件下减少酰氯的水解。由于第二步反应是放热反应，而温度升高加快了副反应酰氯的水解，因此需要控制反应温度在低于10℃的情况下进行反应，同时要控制反应温度还要控制酰氯的滴加速度，避免因加入过快造成增加副反应。而且反应在进行过程中溶液pH有明显的变化，过碱或过酸的环境都不利于产物的生产，因此还要调节pH值。以上条件增加了酰氯方法制备N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂的难度。

发明内容

本发明的目的是以油脂和氨基酸钠为原料，制备N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂。本发明的N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂的化学结构式如下：

式中：R₁为C₆～C₂₂饱和或不饱和、直链或支链的脂肪酸的烷基，如月桂酸，肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，油酸，亚油酸等的烷基；

R₂为H或CH₃；

R₃为H、C₁～C₆的支链或直链烷基、带羟基的C₁～C₃的烷基、COOH；

n为1-5。

本发明的目的可通过如下的技术方案达到：

本发明的合成方法是利用油脂和氨基酸钠在催化剂条件下反应生成N-脂肪酰基氨基酸钠。合成路线如下：

本发明提供的油脂为椰子油、大豆油、花生油、蓖麻油、棕榈油或橄榄油等，催化剂由金属氧化物和载体组成，其中金属氧化物为钾、钠、镁、锶氧化物的单一或混合物，载体为4A沸石。

本发明提供的技术合成N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂，具有产物表面活性优异、合成路线简单和不污染环境等优点。本发明的合成技术克服了酰氯法中产生大量废酸需要处理、操作工艺复杂、原料PCl₃刺激性大、存在环境污染等问题，符合绿色化学原则，是一种清洁生产工艺。

具体实施方式

在本发明的一个优选实施方案中，油酯与氨基酸钠的摩尔比为：1∶2.2～1∶6，优选1∶2.5～1∶4。

在本发明的一个优选实施方案中，反应温度为120～250℃，优选140～190℃。

在本发明的一个优选实施方案中，催化剂加入量为反应物总量的0.1-5wt％，优选0.3-2wt％。

在本发明的一个优选实施方案中，反应时间3～12小时，优选4～8小时。

实施例1：

在装有搅拌、温度计、分水器、回流冷凝管的四口圆底烧瓶中加入0.1mol椰子油和0.37mol的甘氨酸钠，加入反应物的0.4wt％的氧化钾和4A沸石，充分搅拌后逐渐升温至140℃后，反应5小时后得到产品。

实施例2：