一种合成N-酰基氨基酸表面活性剂的方法技术

本发明专利技术提供了一种合成N

【技术实现步骤摘要】
一种合成N
‑
酰基氨基酸表面活性剂的方法


[0001]本专利技术涉及日用化学品合成领域，尤其涉及一种制备N
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酰基氨基酸表面活性剂的方法。

技术介绍

[0002]N
‑
酰基氨基酸表面活性剂（如月桂酰基甲基牛磺酸钠和椰油酰基甲基牛磺酸钠）由于其极低的刺激性、无毒和易生物降解等优点得到了广泛的应用。该类表面活性剂分子中具有与酰胺基结合的磺酸基，与阴离子、非离子和两性表面活性剂有良好的配伍性，是一种安全性较高的阴离子表面活性剂，具有优良的水溶性、耐硬水性、耐碱性和耐酸性。它们的发泡性优良，洗后的手感好，适应配制各类中高档洗发液、洗面奶和浴剂等化妆品，赋予皮肤毛发温和、滋润和滑爽的感觉。此外，N
‑
酰基氨基酸表面活性剂也可用作毛纺和丝绸印染工业的精炼剂、净洗剂。
[0003]根据合成原料和原理的不同，N
‑
酰基氨基酸表面活性剂可由间接法和直接法制得。
[0004]直接法合成工艺通常指通过式1和式2，以脂肪酸或脂肪酸酯（动植物油）与氨基酸进行缩合反应的工艺。
[0005]式1式2式1是仲胺对经过酸催化剂活化的脂肪酸中的羰基碳进行亲核加成的铵化成盐过程。式2是铵盐中间体脱除分子内水的过程，从反应体系中除去水有助于反应平衡向右转移。
[0006]工业生产普遍使用N
‑
甲基牛磺酸钠的水溶液作为原料。在将N
‑
甲基牛磺酸钠的水溶液与脂肪酸混合后，反应体系的粘度随着铵盐中间体的生成迅速升高，反应体系甚至无法实施搅拌。如果尝试通过升温降低体系粘度，则由于水在高温时的蒸发导致体系大量发泡。由此，中国专利申请CN201510568857.8和CN201510568940.5表述为滴加N
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甲基牛磺酸钠水溶液，而专利申请CN202111556707表述为缓慢注入甲基牛磺酸钠水溶液。物料的滴加或者缓慢注入方式显然不适合工业规模操作。
[0007]因此，本领域需要一种方法简单、效率高的合成N
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酰基氨基酸表面活性剂的方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的就是提供一种合成N
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酰基氨基酸表面活性剂的方法及其装置。
[0009]在本专利技术的第一方面，提供了一种合成N
‑
酰基氨基酸表面活性剂的方法，所述方法包括：（a）将脂肪酸、N
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甲基牛磺酸钠和酸催化剂在高温加压条件下混合，进行铵化反应，得到铵化中间体；其中，所述铵化反应在130~180
°
C（优选140~170
°
C），2.5~15bar（优选3.5~10.5bar，更优选5~10bar）下进行；（b）将步骤（a）得到的铵化中间体在高温真空条件下进行脱水反应，得到所述N
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酰基氨基酸表面活性剂；其中，所述脱水反应在200~260
°
C（优选210~250
°
C），0.1~10kPa（优选0.5~5kPa）下进行。
[0010]在另一优选例中，所述步骤（a）的反应温度不高于在反应压强下的水的沸点。
[0011]在另一优选例中，所述步骤（a）不进行脱水反应。
[0012]在另一优选例中，在步骤（a）中，所述铵化反应的时间为1~60min，例如5、10、20、30、40、50、60min。
[0013]在另一优选例中，所述脂肪酸为长链脂肪酸。
[0014]在另一优选例中，所述的脂肪酸为C6~C20脂肪酸的一种或多种。
[0015]在另一优选例中，所述脂肪酸选自下组：椰油酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、己酸、辛酸、癸酸、亚麻籽油酸、油酸，或其组合。
[0016]在另一优选例中，所述N
‑
甲基牛磺酸钠以水溶液的形式加入到反应体系中。
[0017]在另一优选例中，所述N
‑
甲基牛磺酸钠水溶液的浓度为30~75wt%，优选40~60wt%。
[0018]在另一优选例中，所述酸催化剂为路易斯酸（Lewis酸），优选选自下组：磷酸、亚磷酸、焦磷酸，或其组合。
[0019]在另一优选例中，所述酸催化剂与长链脂肪酸的摩尔比为1:10~20，优选1:10~16。
[0020]在另一优选例中，所述脂肪酸与N
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甲基牛磺酸钠的摩尔比为1.05~1.5:1，优选1.05~1.2:1。
[0021]在另一优选例中，所述加压是指用保护气体加压，其中所述保护气体选自：氮气、氩气、氦气，或其组合。
[0022]在另一优选例中，所述步骤（b）在刮膜蒸发反应器中进行。
[0023]在另一优选例中，所述铵盐中间体通过刮膜蒸发反应器的停留时间为10~100 s，优选20~90s。
[0024]在另一优选例中，所述方法的总处理时间小于5 h，优选小于4h。
[0025]在另一优选例中，所述总处理时间包括反应物预热时间、加料时间、反应时间。
[0026]在另一优选例中，所述方法得到的产物无需后处理，直接收集用于日化产品的复配。
[0027]在另一优选例中，所述日化产品包括洗面奶、洗发露、沐浴露等。
[0028]在另一优选例中，所述反应得到的产物的pH值在7~7.2之间，优选7.1~7.2之间。
[0029]在本专利技术的第二方面，提供了一种用于如本专利技术第一方面所述的方法的装置，所
述装置包括：预热单元、铵化反应容器和刮膜蒸发反应器，其中，所述预热单元与铵化反应容器相连，所述铵化反应容器与刮膜蒸发反应器相连。
[0030]在另一优选例中，所述装置还包括加热系统。
[0031]在另一优选例中，所述加热系统用以加热预热单元，铵化反应容器，和刮膜蒸发反应器。
[0032]在另一优选例中，所述预热单元为加料容器。
[0033]在另一优选例中，所述预热单元还包括进气孔和进料孔。
[0034]在另一优选例中，所述预热单元用于预热N
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甲基牛磺酸钠水溶液。
[0035]在另一优选例中，所述预热单元的预热温度为130~180
°
C。
[0036]在另一优选例中，所述预热单元的底部与铵化反应容器的顶部相连，用于传输预热过的反应原料。
[0037]在另一优选例中，所述铵化反应釜还包括进料孔。
[0038]在另一优选例中，所述铵化反应釜内的温度为130~180
°
C。
[0039]在另一优选例中，所述铵化反应釜内的压力为2.5~15bar，优选3.5~10.5bar，更优选5~10bar。
[0040]在另一优选例中，物料在所述铵化反应釜内停留的时间为1~60min。
[0041]在另一优选例中，所述装置还包括与预热单元和铵化反应容器连接的加压系统。
[0042]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成N
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酰基氨基酸表面活性剂的方法，其特征在于，所述方法包括：（a）将脂肪酸、N
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甲基牛磺酸钠和酸催化剂在高温加压条件下在铵化釜中混合，进行铵化反应，得到铵化中间体；其中，所述的脂肪酸为C6~C20脂肪酸的一种或多种；所述脂肪酸与N
‑
甲基牛磺酸钠的摩尔比为1.05~1.2:1；所述铵化反应在130~180
°
C，2.5~15bar下进行；所述铵化反应的反应时间为1~60 min，并且所述步骤（a）不进行脱水反应；（b）将步骤（a）得到的铵化中间体在高温真空条件下在刮膜蒸发反应器中进行脱水反应，得到所述N
‑
酰基氨基酸表面活性剂；其中，所述脱水反应在200~260
°
C，0.1~10kPa下进行。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（a）中，所述铵化反应的反应时间为1~40min。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铵化中间体通过刮膜蒸发反应器的停留时间为10~100 s。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（a）包括选自一个或多个特征：（a）所述脂肪酸选自下组：椰油酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、己酸、辛酸、癸酸、亚麻籽油酸、油酸，或其组合；（b）所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小虎，袁佩青，钱佳，黄子宾，姚卫，张敏，陈志成，李艳，
申请(专利权)人：江苏奥洁生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：