專利名稱：一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法
技術領域：
本發明涉及表面活性劑領域的一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，特別涉及一種用光氣法合成的月桂酰氯制備月桂酰基氨基酸鈉的合成方法。
背景技術：
月桂酰基氨基酸鈉是一類氨基酸型陰離子表面活性劑，具有良好洗滌、分散、乳化、滲透、增溶等特性；其潤濕性優于脂肪醇聚氧乙烯醚(AE);有優越的發泡性，并且泡沫細膩、持久，優于牙膏中常用的發泡劑十二烷基硫酸鈉(K12);具有抗菌殺菌性和抗蝕、抗靜電能力；配伍性好，能與陽離子表面活性劑形成透明溶液，不產生對抗性沉淀，且保留了陽離子表面活性劑的特性；它的酸堿度與人體皮膚基本一致，感覺舒服，無刺激；作肥皂的改質劑，抗垢能力好，有抗鈣、抗鎂離子的功能，使肥皂的耐硬水性提高，發泡和洗凈力增強；作為洗衣粉的添加劑，它與直鏈烷基苯磺酸鈉復配的洗衣粉，不但能緩解皮 膚的刺激性，去垢能力也特別好；月桂酰基氨基酸鈉生物降解性好，比直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)和十二烷基磺酸鈉(SDS)容易降解。在本發明給出之前，現有技術中月桂酰氯制備多是采用由氯化亞砜、三氯化磷、三氯氧磷等酰氯化，三氯化磷，三氯氧磷法得到的酰氯中含有較多的副產磷酸，氯化亞砜法得到的酰氯中含有較多的硫化物，由其生產的月桂酰基氨基酸鈉中殘留的磷、硫，將影響高端表面活性劑應用性能，無法滿足高端市場對產品質量的要求。同時，三氯化磷作為氯代試劑產生大量含磷廢水，氯化亞砜法工藝產生的二氧化硫對環境污染嚴重。EP0508147提出了由月桂酸在氬氣保護下，用N-乙烯基酰胺聚合物作催化劑，與光氣反應制備月桂酰氯的方法；CN1995003A報道了月桂酸與固體光氣合成月桂酰氯的方法。未見由光氣法生產月桂酰氯，再由所得酰氯制備月桂酰基氨基酸鈉的報道。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺點，由光氣法生產月桂酰氯，不會因三氯化磷作為氯代試劑產生大量含磷廢水，氯化亞砜法產生的二氧化硫對環境污染嚴重，光氣法所產生氯化氫可制成鹽酸銷售，二氧化碳可用于制備碳酸鈉。再由所得酰氯制備月桂酰基氨基酸鈉，工藝合理，反應收率高，產品質量好，產品中不含殘留的磷、硫，可廣泛用于高端表面活性劑的生產。本發明的技術方案如下
第一步，以月桂酸和光氣為原料，在有機酰胺催化劑作用下，60 100°C融熔狀態下反應I 20小時，反應完畢，真空蒸餾得到所述酰氯。第二步，將上述月桂酰氯滴加入氨基酸堿性溶液中反應，反應液的pH值控制在8 10，反應溫度15 20°C，反應時間4 5 h，反應結束后，靜置冷卻，反應液用鹽酸溶液酸化至PH為I 2，反應液中出現白色沉淀，過濾后，分別用水洗滌干凈，干燥，得到月桂酰
基氨基酸。
第三步，制得的月桂酰基氨基酸用乙醇溶解，加入等摩爾氫氧化鈉的乙醇溶液，冷卻后結晶，抽濾烘干后得到月桂酰基氨基酸鈉。反應方程式為
CH3 (CH2) 10COOH + COCl2-> CH3 (CH2) 10C0C1 + HCl + CO2
NH2CH(R)COOH + CH3 (CH2) 10COCl+2NaOH-、NaOOCCH (R) NHCO (CH2) 10CH3 + NaCl +
2H20
NaOOCCH (R) NHCO (CH2) 10CH3 + HCl -、HOOCCH (R) NHCO (CH2) 10CH3 + NaCl
HOOCCH (R) NHCO (CH2) 10CH3 + NaOH-> NaOOCCH (R) NHCO (CH2) 10CH3 + H2O 其中，氨基酸為谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、纈氨酸、絲氨酸或肌氨酸中任一種。所述的有機酰胺催化劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、吡啶或N，N-二甲基丁酰胺，優選的催化劑為N，N- 二甲基甲酰胺。所述的一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，第一步所用的月桂酸、光氣和催化劑的摩爾比為1:1. I 2. 5: O. 02 O. 1，優選的月桂酸、光氣和催化劑的摩爾比為1:1. I I. 5: O. 02 O. 05，反應溫度為60 100°C，優選為70 80°C，反應時間為I 20小時，優選為5 10小時，反應完畢真空蒸餾得月桂酰氯，蒸餾條件120 180°C (1333Pa)。所述的一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，第二步所用的氨基酸是將氨基酸配成25%水溶液，常溫下攪拌使其全部溶解后制得的氨基酸溶液；氨基酸與月桂酰氯的摩爾比為1:1. O I. 5，優選的摩爾比為1:1. O I. I ;在冰水浴中控制溫度為O 50°C之間，優選為15 20°C ;在攪拌下加入月桂酰氯，同時加入25%的氫氧化鈉水溶液,使反應液一直處于pH=8 13之間，優選pH值控制在8 10，直到加完；再繼續反應I 5 h，優選4 5 h。反應后，用6N鹽酸將pH值調至I 2，則有大量白色結晶析出，待產品全部析出后，過濾、干燥，得到月桂酰基氨基酸。所述的一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，將所得的月桂酰基氨基酸用乙醇溶解，溶劑乙醇的量為月桂酰基氨基酸質量的I 5倍，優選為2 3倍，加入20%氫氧化鈉的乙醇溶液，月桂酰基氨基酸與氫氧化鈉的摩爾比為I: I. O I. 5，優選的摩爾比為1:1. O I. I ;冷卻-10 50°C之間，優選-5 5°C，析出結晶，抽濾，烘干后，得到月桂酰基氨基酸鈉。本發明由光氣法生產月桂酰氯，再由所得酰氯制備月桂酰基谷氨酸鈉，工藝合理，反應收率高，產品質量好，基本無三廢，產品中不含殘留的磷、硫，可廣泛用于高端表面活性劑的生產，具有較大的實用價值及社會、經濟效益。
具體實施例方式以下以具體的實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不僅限于此。實施例I
在裝有溫度計、回流冷凝管、導氣管、攪拌的500mL四口燒瓶中，加入月桂酸200g (Imol)，N, N- 二甲基甲酰胺I. 5g (O. 02mol)，升溫至60°C，控制反應溫度為70 80°C，5 10小時內，通入光氣110g(l. lmol)，反應完畢，真空蒸餾，收集140 160°C (1333Pa)餾分，得月桂酰氯196. 5g，收率90%。在裝有溫度計、滴液漏斗、攪拌的IOOOmL四口燒瓶中，加入谷氨酸191g (lmol),溶于570g水中，常溫下攪拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，將月桂酰氯240g (I. lmol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制溫度為15 20°C，在攪拌下加入月桂酰氯，同時滴加25%的氫氧化鈉水溶液，使反應液一直處于pH= 8 10，直到加完；再繼續反應4 5ho反應后，用6N鹽酸將pH值調至I 2，則有大量白色結晶析出，待產品全部析出后，過濾、干燥，得到月桂酰基谷氨酸313g，收率95%。將月桂酰基谷氨酸329g (Imol)溶解于乙醇658g中，加入20%氫氧化鈉(2mol)的乙醇溶液400g，冷卻-5 5°C，析出片狀結晶，抽濾，烘干后，得到月桂酰基谷氨酸鈉337g，收率96%。實施例2 月桂酰氯合成同實施例I。在裝有溫度計、滴液漏斗、攪拌的IOOOmL四口燒瓶中，加入肌氨酸Illg(Imol)，溶于333g水中，常溫下攪拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，將月桂酰氯240g (I. lmol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制溫度為15 20°C，在攪拌下加入月桂酰氯，同時滴加25%的氫氧化鈉水溶液，使反應液一直處于pH= 8 10，直到加完；再繼續反應4 5 h。反應后，用6N鹽酸將pH值調至I 2，則有大量白色結晶析出，待產品全部析出后，過濾、干燥，得到月桂酰基肌氨酸260g，收率96%。將月桂酰基肌氨酸271g(Imol)溶解于乙醇608g中，加入20%氫氧化鈉(Imol)的乙醇溶液200g，冷卻-5 5°C，析出結晶，抽濾，烘干后，得到月桂酰基肌氨酸鈉284g，收率97%。實施例3
月桂酰氯合成同實施例I。在裝有溫度計、滴液漏斗、攪拌的IOOOmL四口燒瓶中，加入甘氨酸97g (lmol)，溶于291g水中，常溫下攪拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，將月桂酰氯240g (I. lmol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制溫度為15 20°C，在攪拌下加入月桂酰氯，同時滴加25%的氫氧化鈉水溶液，使反應液一直處于pH= 8 10，直到加完；再繼續反應4 5 h。反應后，用6N鹽酸將pH值調至I 2，則有大量白色結晶析出，待產品全部析出后，過濾、干燥，得到月桂酰基甘氨酸244g，收率95%。將月桂酰基甘氨酸257g (Imol)溶解于乙醇458g中，加入20%氫氧化鈉(Imol)的乙醇溶液200g，冷卻O 5°C，析出結晶，抽濾，烘干后，得到月桂酰基甘氨酸鈉268g，收率96%。實施例4
月桂酰氯合成同實施例I。在裝有溫度計、滴液漏斗、攪拌的IOOOmL四口燒瓶中，加入纈氨酸139g，溶于417g水中，常溫下攪拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，將月桂酰氯240g (I. lmol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制溫度為15 20°C，在攪拌下加入月桂酰氯，同時滴加25%的氫氧化鈉水溶液，使反應液一直處于pH= 8 10,直到加完；再繼續反應4 5 ho反應后，用6N鹽酸將pH值調至I 2，則有大量白色結晶析出，待產品全部析出后，過濾、干燥，得到月桂酰基纈氨酸284g，收率95%。將月桂酰基纈氨酸299g (Imol)溶解于乙醇558g中，加入20%氫氧化鈉(Imol)的乙醇溶液200g，冷卻-5 5°C，析出結晶，抽濾，烘干后，得到月桂酰基纈氨酸鈉308g，收率96%。實施例5
月桂酰氯合成同實施例I。 在裝有溫度計、滴液漏斗、攪拌的IOOOmL四口燒瓶中，加入丙氨酸Illg(Imol)，溶于333g水中，常溫下攪拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，將月桂酰氯240g (I. lmol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制溫度為15 20°C，在攪拌下加入月桂酰氯，同時滴加25%的氫氧化鈉水溶液，使反應液一直處于pH= 8 10，直到加完；再繼續反應4 5 h。反應后，用6N鹽酸將pH值調至I 2，則有大量白色結晶析出，待產品全部析出后，過濾、干燥，得到月桂酰基丙氨酸255g，收率94%。將月桂酰基丙氨酸271g(Imol)溶解于乙醇608g中，加入20%氫氧化鈉(Imol)的乙醇溶液200g，冷卻O 5°C，析出結晶，抽濾，烘干后，得到月桂酰基丙氨酸鈉278g，收率95%。實施例6
在裝有溫度計、回流冷凝管、導氣管、攪拌的500mL四口燒瓶中，加入月桂酸200g(Imol)，吡啶I. 6g(0. 02mol),升溫至65°C，控制反應溫度為70 80。。，5 10小時內，通入光氣120g (I. 2mol)，反應完畢，真空蒸餾，收集140 160°C (1333Pa)餾分，得月桂酰氯186. 5g，收率85%。月桂酰基氨基酸鈉合成同實施例I。對比實施例I
在裝有溫度計、回流冷凝管、導氣管、攪拌的500mL四口燒瓶中，加入月桂酸200g(Imol)和三氯化磷151g(l. lmol)，在反應溫度為7(T80°C下反應2 3小時。反應后，用干燥的分液漏斗，分去下層的亞磷酸，上層清液倒入干燥的蒸餾瓶中，進行減壓蒸餾，收集140 1600C (1333Pa)餾分，得月桂酰氯191. 5g，收率88%。月桂酰基氨基酸鈉合成同實施例I。對比實施例2
在裝有溫度計、回流冷凝管、導氣管、攪拌的500mL四口燒瓶中，加入月桂酸200g(Imol)和氯化亞砜143g(1.2mol)，在反應溫度為6(T70°C下反應2 3小時。反應后，加熱回流4 h。減壓蒸餾除去過量的氯化亞砜，減壓蒸餾，收集140 160°C (1333Pa)餾分，得月桂酰氯194. 2g，收率89%。月桂酰基氨基酸鈉合成同實施例I。采用本發明方法制備月桂酰基氨基酸鈉，工藝合理，反應收率高，產品質量好，基本無三廢，產品中不含殘留的磷、硫，現將本發明合成方法與現有技術合成方法所制備的月桂酰基氨基酸鈉中殘留的磷、硫對比如下
表I 月桂酰基氨基酸鈉中硫、磷含量對比 另桂酰基氨基酸納中硫、磷含量I實施例1-6 I對比實施例I I對比實施例2
磷(％)_^_O. 05_^_
硫(％)_^^_O. 02_
權利要求
1.一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，其特征在于其合成方法包括如下步驟第一步，以月桂酸和光氣為原料，在有機酰胺催化劑作用下，60 100°C融熔狀態下反應I 20小時，反應完畢，真空蒸餾得到所述酰氯； 第二步，將上述月桂酰氯滴加入氨基酸堿性溶液中反應，反應液的pH值控制在8 10，反應溫度15 20°C，反應時間4 5 h，反應結束后，靜置冷卻，反應液用6N鹽酸溶液酸化至pH為I 2，反應液中出現白色沉淀，過濾后，分別用水洗滌干凈，干燥，得到月桂酰基氨基酸； 第三步，制得的月桂酰基氨基酸用乙醇溶解，加入等摩爾氫氧化鈉的乙醇溶液，冷卻后結晶，抽濾烘干后得到月桂酰基氨基酸鈉。
2.根據權利要求I所述的一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，其特征在于第一步中所用的有機酰胺催化劑為N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺、吡啶或N， N- 二甲基丁酰胺。
3.根據權利要求I所述的一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，其特征在于第二步中所用的氨基酸為谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、纈氨酸、絲氨酸或肌氨酸。
4.根據權利要求I所述的一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，其特征在于月桂酸、光氣和催化劑的摩爾比為1:1. I 2.5: O. 02 O. 1，優選的月桂酸、光氣和催化劑的摩爾比為1:1. I I. 5: O. 02 O. 05，反應溫度為60 100°C，優選為70 80°C，反應時間為I 20小時，優選為5 10小時，反應完畢真空蒸餾得月桂酰氯，蒸餾條件120 180 0C (1333Pa)。
5.根據權利要求I所述的一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，其特征在于第二步所用的氨基酸是將氨基酸配成25%水溶液，常溫下攪拌使其全部溶解后制得的氨基酸溶液；氨基酸與月桂酰氯的摩爾比為1:1. O I. 5，優選的摩爾比為1:1. O I. I ;在冰水浴中控制溫度為O 50°C之間，優選為15 20°C ;所加入的氫氧化鈉水溶液濃度為25%，使反應液一直處于pH=8 13之間，優選pH值控制在8 10。
6.根據權利要求I所述的一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，其特征在于第三步中將所得的月桂酰基氨基酸用乙醇溶解時，溶劑乙醇的量為月桂酰基氨基酸質量的I 5倍，優選為2 3倍，加入20%氫氧化鈉的乙醇溶液，月桂酰基氨基酸與氫氧化鈉的摩爾比為I: I. O I. 5，優選的摩爾比為1:1.0 I. I ;冷卻溫度為-10 50°C之間，優選-5 5°C。
全文摘要
本發明涉及一種月桂酰基氨基酸鈉的合成方法，特別涉及以月桂酸和光氣為原料，在有機酰胺催化劑作用下，60～100℃反應1～20小時，反應完畢真空蒸餾得到所述酰氯。將上述光氣法所得的月桂酰氯滴加入氨基酸堿性溶液中反應，pH值控制在8～10，反應溫度15～20℃，反應時間4～5h。反應結束后，冷卻，反應液用鹽酸溶液酸化至pH為1～2，白色沉淀過濾，洗滌，干燥，得到月桂酰基氨基酸。制得的月桂酰基氨基酸用乙醇溶解，加入等摩爾氫氧化鈉的乙醇溶液，冷卻后結晶，抽濾烘干，得到月桂酰基氨基酸鈉。本發明工藝合理，反應收率高，產品質量好，基本無三廢，產品中不含殘留的磷、硫，可廣泛用于高端表面活性劑的生產，具有較大的實用價值及社會、經濟效益。
文檔編號C07C231/02GK102875409SQ20121032519
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者李耀蓮 申請人:長沙普濟生物科技有限公司