含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸类表面活性剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一类含琥珀酸单酯/酰胺的氨基酸表面活性剂及其制备方法。表面活性剂结构为附图1通式所示，其中：R1为C1

【技术实现步骤摘要】
含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸类表面活性剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一类新型的酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸类表面活性剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着社会经济的发展，人们对表面活性剂产品需求量增大，对表面活性剂的安全和环保等因素也越来越关注，因此研究并开发安全、无刺激、易降解的多功能表面活性剂已成为表面活性剂领域的主要发展目标。但是，现在大多数表面活性剂产品的原料都是不可再生的石油下游产品，同时，表面活性剂产品的安全性也显得并不可靠，还有许多表面活性剂产品的降解性能比较差，使用过后会对环境造成不同程度的破坏。因此，探寻合适的反应路线，设计出原料绿色、工艺简易、产品易降解和产品性能优异的表面活性剂，是表面活性剂产品当前的研究重点。
[0003]氨基酸类表面活性剂不仅具有优良的表面性质，还具有许多优异的特殊性质，如安全、低毒、温和、杀菌、刺激性小、良好的生物相容性和生物降解性能等，因此，开发具有特定结构和优异性能的新型氨基酸类表面活性剂必然会成为表面活性剂研究者的研究内容。现阶段，氨基酸类表面活性剂主流产品为N
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脂肪酰基氨基酸，其主要合成方法仍旧存在着许多问题，如产率较低、后处理较为麻烦和纯度不高等，同时还伴随着严重的环境污染问题。所以设计出合成步骤简单、过程易控制、产物选择性高和对环境污染小的合成路线是氨基酸类表面活性剂的发展方向。因此，加大对氨基酸类表面活性剂的理论研究不仅具有很大的经济效益，还具有相当巨大的社会价值。
[0004]为了满足各个行业对高质量氨基酸类表面活性剂的需求，研发出可持续发展和环境友好型的氨基酸类表面活性剂势在必行。我们利用氨基酸发展了一类含酯基氨基酸类表面活性剂，申请获得了专利CN103752210B。然而氨基酸溶解性问题成为一个技术难点，针对该问题，在前期研究的基础上我们团队利用溶解性能更加好的氨基酸酯/酰胺构建一类性能优良的绿色型含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸表面活性剂，同时研究其经济合理的制备方法，颇具实际应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：为了克服现有氨基酸表面活性剂生产成本较高，不够绿色环保以及氨基酸的溶解性不够好等问题，增加琥珀酸单酯/酰胺类表面活性剂的种类，满足不同应用条件对于琥珀酸单酯/酰胺类表面活性剂的要求，本专利技术提供一类含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸类表面活性剂及其制备方法，其具有原料价廉易得、环保安全、制备方法简单、反应条件温和、产率高、质量好等优点。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术选用马来酸酐、醇类化合物、氨基酸酯/酰胺酸式盐为原料，通过马来酸单酯的合成、氨基酸酯/酰胺的制备、Michael加成反应三个步骤设计合成
了含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸表面活性剂，并提供经济合理的制备工艺，对于开发绿色环保的功能性表面活性剂具有重要意义。
[0007]本专利技术所述的含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸表面活性剂，其特征在于其结构为附图1通式所示：其中：R1为C1
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C18直链或支链的烷基、烯基或羟烷基；R2为氨基酸中氨基和酸基连接基团；R3为C1
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C18直链或支链的烷基、烯基或羟烷基；m+n≤12；X为O或NH；Y为O或NH；Z为质子、金属阳离子或铵类阳离子。
[0008]R2为氨基酸中氨基和酸基之间的连接基团，相应氨基酸为下述化合物：甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、2
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氨基丙酸、3
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氨基丙酸、2,3
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二氨基丙酸、赖氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、肌氨酸、对氨基苯甲酸、氨基磺酸、对氨基苯磺酸、2
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氨基乙基磺酸、2
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氨基乙基膦酸等。
[0009]为了改进表面活性剂的性能，我们在疏水基中引入不同聚合数的乙氧基(EO)与丙氧基(PO)。
[0010]上述含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸类表面活性剂采用如下方法制备：首先，氨基酸酯/酰胺酸式盐与氢氧化钠中和后得到氨基酸酯/酰胺；其次，脂肪醇聚氧乙烯醚或直链脂肪醇/酰胺与马来酸酐反应得到马来酸单酯，然后再将其与氢氧化钠中和得到氨基酸酯/酰胺；然后，氨基酸酯/酰胺与马来酸单酯/酰胺在适当溶剂中发生Michael加成反应得到所述的含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸类表面活性剂，所用溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙腈、丙酮，或者他们的混合物；最后，再与适当的碱性物质中和，转化为金属阳离子或铵类阳离子盐形式。
[0011]氨基酸酯/酰胺酸式盐由自己团队通过氨基酸与脂肪醇/脂肪胺反应制备或者购买得到。
[0012]Michael加成反应可不用催化剂或采用催化剂，例如，相转移催化剂、表面活性剂、碱性化合物等。
[0013]氨基酸酯/酰胺和马来酸单酯的摩尔比为0.7
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1.5:1；所述加热反应温度为40~90 o
C，反应时间为3~12 h。
附图说明
[0014]附图1为含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸表面活性剂结构通式。
[0015]附图2为氨基酸表面活性剂1
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9的结构式。
[0016]附图3为氨基酸表面活性剂1的1H NMR图谱。
[0017]附图4为氨基酸表面活性剂1的
13
C NMR图谱。
具体实施方式
[0018]下述实施例用来进一步说明本专利技术，但无意用来限制本专利技术。除非另有说明，在实施例中所有份数均以质量计。附图2为实施例中氨基酸表面活性剂1
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9的结构式。
[0019]实施例1：158份癸醇与98份马来酸酐无溶剂条件下在60 o
C反应1小时，在80 o
C反应4小时，得到马来酸单癸酯；75份甘氨酸与119份二氯亚砜在60 o
C下，乙醇作溶剂反应6小时，然后用40份NaOH调整pH值，得到甘氨酸乙酯。将马来酸单癸酯乙醇溶液加入到甘氨酸乙酯中，80 o
C反应6小时，生成氨基酸表面活性剂1，与NaOH水溶液作用得到其钠盐。
[0020]实施例2：186份十二醇与98份马来酸酐无溶剂条件下在60 o
C反应1小时，在80 o
C反应4小时，得到马来酸单十二酯；75份甘氨酸与饱和HCl异丙醇溶液在60 o
C下反应6小时，然后用40份NaOH调整pH值，得到甘氨酸异丙酯。将马来酸单十二酯异丙醇溶液加入到甘氨酸异丙酯中，80 o
C反应6小时，生成氨基酸表面活性剂2，与Na2CO3水溶液作用得到其钠盐。
[0021]实施例3：319份十二醇聚氧乙烯(3)醚与98份马来酸酐无溶剂条件下在60 o
C反应1小时，在80 o
C反应3小时，得到马来酸单十二醇聚氧乙烯(3)醚酯；89份L
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丙氨酸与饱和HCl乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸表面活性剂，其结构为附图1通式所示结构，其中：R1为C1
‑
C18直链或支链的烷基、烯基或羟烷基；R2为氨基酸中氨基和酸基连接基团；R3为C1
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C18直链或支链的烷基、烯基或羟烷基；m+n≤12；X为O或NH；Y为O或NH；Z为质子、金属阳离子或铵类阳离子。2.权利要求1所述的含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸表面活性剂，其特征在于：氨基酸氨基和酸基之间连接基团为R2，其相应氨基酸为下述化合物之一 ：甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、2
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氨基丙酸、3
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氨基丙酸、2,3
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二氨基丙酸、赖氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、肌氨酸、对氨基苯甲酸、氨基磺酸、对氨基苯磺酸、2
‑
氨基乙基磺酸、2
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氨基乙基膦酸等。3.权利要求1所述的含酯/酰胺氨基的琥珀酸单酯/酰胺氨基酸表面活性剂，其特征在于：所述金属阳离子或铵类阳离子为Na
+
, K
+
，Li
+
，Mg
2+
，Zn
2+
，Ca
2+
，NH
4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学伟，丁国良，成文豪，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：