一种超分子氨基酸或其盐及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了N

【技术实现步骤摘要】
一种超分子氨基酸或其盐及其制备和应用


[0001]本专利技术属于氨基酸型表面活性剂制备
，具体地，涉及一种超分子氨基酸或其盐及其制备和应用。

技术介绍

[0002]表面活性剂是日化行业、农业、医药行业等许多领域必不可少的组成部分。目前市场使用的表面活性剂有几十种之多，但常用的主要以十二烷基苯磺酸钠(SLS)、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠(AES)和月桂醇硫酸酯钠(K12)为主。由于这三大表面活性剂使用历史已有几十年甚至上百年，在使用的过程中它的负面影响已逐步显现出来，对人体的安全和环境的影响经常报道。
[0003]其它的表面活性剂，如糖类的烷基糖苷(APG)，氨基酸表面活性剂，如月桂酰
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L
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谷氨酸、月桂酰甘氨酸、月桂酰肌氨酸等。虽然它们属于生物物质为基础的表面活性剂，具有安全性高，生物降解性好和优良的肤感，也越来越受到人们的关注，但由于这类表面活性剂去污能力较差，很少单独作为主表面活性剂来使用，常需与其它主表面活性剂来配合使用，没有从根本上解决日化主表面活性剂在安全性和生物降解性上的负面问题。
[0004]长链酰基氨基酸如月桂酰丙氨酸等已经有了一定研究。就其合成工艺来说，通过脂肪酰氯与氨基酸的氨基反应是目前工业生产的主要方法。该反应也称为Shotten
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Baumann缩合反应(肖顿
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鲍曼反应)，该典型反应中可能存在多个副反应，如脂肪酰氯水解反应、成酐反应等。
[0005]一方面，该反应中酰氯水解生成的高级脂肪酸与产物长链酰基氨基酸结构接近，碳链长度差别小，采用已有的分离方法，极其难以低成本、高效率地除去。但是高级脂肪酸杂质的存在对产品品质有影响，除去高级脂肪酸或降低高级脂肪酸杂质含量具有重要意义。
[0006]“N
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月桂酰基丙氨酸钠的合成及其性能的研究”，陈莉莉等，《印染助剂》，第26卷第4期，2009年4月，该文章详细研究了合成条件，指出月桂酰氯极易水解，溶剂、pH、反应温度等多个条件都对月桂酰氯水解有影响，其优化条件后，产率也仅在85％左右。
[0007]现有的研究已经表明，采用肖顿
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鲍曼反应，难以避免长链酰氯的水解，而且水解生成的长链脂肪酸如月桂酸等难以除去。另外，肖顿
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鲍曼反应会产生多种杂质，除了长链脂肪酸，还有成酐反应的杂质、丙酮及其羟醛缩合产物如双丙酮醇和亚异丙基丙酮、酯(采用醇溶剂时)等等，通过多次洗脱、过滤、重结晶等步骤，可以增加纯度，但如何有效、低成本控制长链脂肪酸的含量仍然是亟待研究的课题。
[0008]花王曾在上世纪90年代对肖顿
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鲍曼反应进行了改进，用于合成N
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长链酰基
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β
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丙氨酸，具体方法为：β
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丙氨酸和脂肪酸卤化物在氢氧化钾的存在下反应，反应溶剂为水，反应温度为25至60℃，之后将获得的盐和强酸在60至90℃下反应，从而制备得到N
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长链酰基
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β
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丙氨酸。但是该方法有两个问题，一是其制备的是N
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长链酰基
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β
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丙氨酸，而非N
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长链酰基
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L
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丙氨酸(或者说是N
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长链酰基α
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丙氨酸)，β
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丙氨酸没有支链，而α
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丙氨酸有甲基支
链，两者空间位阻不同，对反应条件要求有所不同，因而该方法不具有普适性，当适用于带有支链的氨基酸时，会有问题。二是该方法加酸步骤就采用了较高的温度60至90℃，而且反应体系是水，酰氯的水解较为严重，很难有效控制。一般的Shotten
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Baumann缩合反应，恰恰是通过选择较低的温度，降低酰氯的水解。
[0009]类似的，味之素公司也尝试过对Shotten
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Baumann缩合反应进行改进，其公开了一种制备包含N
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酰基氨基酸型阴离子表面活性剂的清洁剂组合物的方法，其包括进行以下步骤(1)至(3)。(1)使卤化脂肪酸与氨基酸反应，(2)反应混合物中加酸，控制pH 1至5以及温度50至100℃，(3)分离为有机层和水层以获得有机层的步骤，用碱中和有机层的步骤。该方法主要是通过形成有机层和水层，分离有机层，重点解决脱盐问题。但是该方法要使用阴离子表面活性剂，而且同样也存在酰氯水解较为严重的问题，很难有效控制。
[0010]上述方法制备得到的产物含有较高含量的高级脂肪酸杂质，但是由于高级脂肪酸如月桂酸在用高效液相色谱(配备紫外检测器)检测时不出峰，导致传统检测方法会漏检高级脂肪酸杂质，进而导致既没有认识到产品中含有较高含量的高级脂肪酸杂质，计算的产品纯度也存在问题(错误将高级脂肪酸杂质也计算到了最终产品中)。目前已经有研究认识到这一问题，如CN105675749B、CN106442829B、CN106596768B等，但是其也仅仅考虑如何检测残留的高级脂肪酸，如何高效率的去除高级脂肪酸则完全不涉及。
[0011]另一方面，长链酰基氨基酸二肽是已知概念，已经制备的有长链酰基甘氨酰甘氨酸、长链酰基谷氨酰谷氨酸等，现有技术已经尝试在洗涤组合物中引入N
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长链酰基氨基酸二肽或其盐，例如CN100448968C公开了相关的洗涤剂组合物，但是其制备方法是混合氨基酸、月桂酸和碱溶液，在氮气流下，180℃下加热1.5小时，该反应需要非常高的温度，条件苛刻，不利于大规模工业化生产。CN105683151B公开了包含N
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长链酰基酸性氨基酸和/或其盐的水溶液及其制造方法，虽然该方法相对温和，但是需要使用Celite(注册商标)，而且产品中残留大量氯化钠和谷氨酸钠盐，同时适用范围窄，仅适用于制备N
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长链酰基酸性氨基酸。
[0012]理论上，N
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长链酰基氨基酸二肽或其盐可以由N
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长链酰基氨基酸衍生的酰氯和氨基酸通过肖顿
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鲍曼反应等制备；或者通过氨基酸二肽如谷氨酰谷氨酸与酰氯反应。上述方法至少存在两个问题，一是这样制备二肽成本高昂，产率低；二是不具备普适应，对于一些含支链或位阻较大的氨基酸如L
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丙氨酸，并不能很好的通过肖顿
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鲍曼反应制备得到N
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长链酰基
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L
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丙氨酸二肽。
[0013]因此，如何高效率、适合大规模工业化生产、低成本获得较高含量、甚至高含量二肽产品是亟待研究的课题。
[0014]再一方面，氨基酸表面活性剂虽然是已知的，但是这类表面活性剂去污能力较差，很少单独作为主表面活性剂来使用。如何获得去污能力强的氨基酸表面活性剂以及如何获得具有新型结构特点的氨基酸表面活性剂是亟待研本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N
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长链酰基氨基酸二肽和/或其盐或者含N
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长链酰基氨基酸二肽和/或其盐的组合物的制备方法，其特征在于，包含将氨基酸和/或其盐与长链酰卤反应的步骤；反应后体系的pH值小于8，优选pH值在7.5以下，进一步优选pH值在7以下，最优选pH值在5
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6.5。2.一种N
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长链酰基氨基酸二肽和/或其盐或者含N
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长链酰基氨基酸二肽和/或其盐的组合物的制备方法，其特征在于，包含在碱的存在下，将氨基酸和/或其盐与长链酰卤反应的步骤；整个反应过程中，氨基酸与碱的摩尔比为3:1至1:2，优选2:1至1:1.8，更优选1.7:1至1:1.7，最优选1.5:1至1:1.5。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，向氨基酸和/或其盐中加入长链酰卤，并且在加入长链酰卤时无需控制反应液保持在碱性，优选的，无需控制反应液的pH值在8以上；或者，在加入长链酰卤时无需同时加入碱或控制碱的滴加速度、用量以维持体系pH值；或者，长链酰卤加入前后，体系的pH值差值在2以上，优选在3以上，更优选在4以上。4.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其特征在于，氨基酸和/或其盐与长链酰卤反应后，产物中N
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长链酰基氨基酸二肽和/或其盐重量百分含量在3％以上，优选在5％以上，更优选在8％以上，最优选在10％以上。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，包含如下制备步骤：(1)将包含氨基酸与碱的原料反应，制备氨基酸盐溶液；(2)向上述得到的氨基酸盐溶液中加入长链酰卤或者向上述得到的氨基酸盐溶液中加入长链酰卤与碱；并且满足如下条件中的一种或多种：a.步骤(1)中制备得到的氨基酸盐溶液pH值为7.5
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14，优选pH值为8
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12，更优选pH值为9
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11，并且步骤(2)反应后体系的pH值小于8，优选pH值在7.5以下，进一步优选pH值在7以下，最优选pH值在5
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6.5；b.步骤(1)和步骤(2)整个反应体系中，氨基酸与碱的摩尔比为3:1至1:2，优选2:1至1:1.8，更优选1.7:1至1:1.7，最优选1.5:1至1:1.5；c.步骤(1)得到的氨基酸盐溶液pH值比步骤(2)氨基酸盐与长链酰卤反应后体系的pH值大，且两者差值在2以上，优选在3以上，更优选在4以上。6.根据权利要求1
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5任一项所述的方法，其特征在于，氨基酸和/或其盐与长链酰卤的反应满足如下条件中的一种或多种：a.所述反应在水或水和亲水性有机溶剂的混合溶液存在下反应；所述亲水性有机溶剂选自丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、仲丁醇、叔丁醇、乙腈、四氢呋喃中的一种或多种，优选丙酮；优选的，水和亲水性有机溶剂的体积比为1:(0
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2)；b.所述反应的温度在35℃以下，优选30℃以下；c.氨基酸和/或其盐与长链酰卤的摩尔比大于1，优选为2:1至1.1:1，进一步优选1.5:1至1.2:1。7.根据权利要求1
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6任一项所述的方法，其特征在于，进一步包含将氨基酸和/或其盐与长链酰卤反应后的产物进行酸化得到N
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长链酰基氨基酸粗品的步骤；优选的，酸化后pH值为1至4，更优选pH值为1至2。8.根据权利要求1
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7任一项所述的方法，其特征在于,所述方法满足下述条件中的一种或多种：
a.氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、肌氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、赖氨酸中的一种或多种；b.长链酰卤中的长链酰基来源于碳原子数8～22的饱和或不饱和直链或支链的脂肪酸；c.碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氨中的一种或多种。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于,所述方法满足下述条件中的一种或多种：a.氨基酸选自丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸、肌氨酸、精氨酸或赖氨酸，优选L
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丙氨酸；b.长链酰卤选自辛酰氯、癸酰氯、十一烷酰氯、月桂酰氯、肉豆蔻酰氯、十五烷酰氯、棕榈酰氯、硬脂酰氯、油酰氯、亚油酰氯、异硬脂酰氯、椰子油脂肪酰氯、棕榈油脂肪酰氯中的一种或多种，优选椰子油脂肪酰氯或月桂酰氯，最优选月桂酰氯；c.碱选自氢氧化钠或氢氧化钾。10.一种对N
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长链酰基氨基酸粗品除杂质的方法，其特征在于，包含如下步骤：将N
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长链酰基氨基酸粗品与溶剂混合，任选搅拌，控制混合后体系的温度T在长链脂肪酸熔点以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下，所述溶剂为水或有机溶剂或水与有机溶剂的混合溶液；体系控温后，进行固液分离操作。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述固液分离在离心力或压力作用下进行；优选的，固液分离时用一定温度的溶剂作为媒介促进分离，所述一定温度的溶剂是指将温度T控制在长链脂肪酸熔点以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下的溶剂，溶剂为水或有机溶剂或水与有机溶剂的混合溶液。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述固液分离满足下述条件中的一种或多种：a.固液分离时作为媒介的溶剂与粗品接触，在离心力或压力作用下，溶剂将杂质带走，以促进分离；b.固液分离时作为媒介的溶剂用喷淋的方式提供；c.固液分离时作为媒介的溶剂的用量为N
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长链酰基氨基酸粗品质量的0.5倍以上；d.固液分离使用工业离心机或压滤机，优选配置有过滤网或滤布的过滤离心机。13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于,作为媒介的溶剂的温度T存在多个温度阶段，优选后一阶段温度大于等于前一阶段温度；优选的，第一阶段温度控制在长链脂肪酸熔点以上并且在长链脂肪酸熔点+15℃以下，后续至少有一个阶段温度控制在长链脂肪酸熔点+15℃以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下；更优选第一阶段温度控制在长链脂肪酸熔点以上并且在长链脂肪酸熔点+10℃以下，后续至少有一个阶段温度控制在长链脂肪酸熔点+20℃以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下。14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于,如果制备N
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长链酰基氨基酸粗品时仅使用水作为溶剂或者N
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长链酰基氨基酸粗品中长链脂肪酸杂质含量在10％以上，则作为媒介的溶剂的温度T存在多个温度阶段，且第一阶段温度控制在长链脂肪酸熔点以上并且在长链脂肪酸熔点+6℃以下，后续至少有一个阶段温度控制在长链脂肪酸熔点+15℃以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下；更优选第一阶段温度控制在长链脂肪酸熔点以上并且在长链脂肪酸熔点+3℃以下，后续至少有一个阶段温度控制在长链脂肪酸熔点+20℃以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下。
15.根据权利要求10
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14任一项所述的方法，其特征在于，第一次固液分离后，再进行n次固液分离，n≥1，优选后一次固液分离的温度大于等于前一次固液分离的温度；每次固液分离的具体步骤为：将前次固液分离后得到的固体与溶剂混合，任选搅拌，控制混合后体系的温度Tn在长链脂肪酸熔点以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下，之后进行固液分离操作，所述溶剂为水或有机溶剂或水与有机溶剂的混合溶液；或者为：将前次固液分离后得到的固体与溶剂混合，任选搅拌，控制体系的温度Tn在长链脂肪酸熔点以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下，之后进行固液分离操作，固液分离时用一定温度的溶剂作为媒介促进分离，所述一定温度的溶剂是指将温度Tn控制在长链脂肪酸熔点以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下的溶剂，溶剂为水或有机溶剂或水与有机溶剂的混合溶液。16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，第一次固液分离，温度T控制在长链脂肪酸熔点以上并且在长链脂肪酸熔点+15℃以下，后续的n次固液分离，至少有一次固液分离，温度Tn控制在长链脂肪酸熔点+15℃以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下；更优选第一次固液分离，温度T控制在长链脂肪酸熔点以上并且在长链脂肪酸熔点+10℃以下，后续的n次固液分离，至少有一次固液分离，温度Tn控制在长链脂肪酸熔点+20℃以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下。17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，进行三次以上的固液分离，第一次固液分离温度T控制在长链脂肪酸熔点以上并且在长链脂肪酸熔点+8℃以下，中间至少一次固液分离温度Tn控制在长链脂肪酸熔点+8℃以上并且在长链脂肪酸熔点+18℃以下，最后一次固液分离温度Tn控制在长链脂肪酸熔点+24℃以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下。18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，如果制备N
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长链酰基氨基酸粗品时仅使用水作为溶剂或者N
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长链酰基氨基酸粗品中长链脂肪酸杂质含量在10％以上，则第一次固液分离，温度T控制在长链脂肪酸熔点以上并且在长链脂肪酸熔点+6℃以下，后续的n次固液分离，至少有一次固液分离，温度Tn控制在长链脂肪酸熔点+15℃以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下；更优选第一次固液分离，温度T控制在长链脂肪酸熔点以上并且在长链脂肪酸熔点+3℃以下，后续的n次固液分离，至少有一次固液分离，温度Tn控制在长链脂肪酸熔点+20℃以上且在N
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长链酰基氨基酸熔点以下。19.根据权利要求10
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18任一项所述的方法，其特征在于N
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长链酰基氨基酸粗品为市售的N
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长链酰基氨基酸；或者，为权利要求7
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9任一项所述N
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长链酰基氨基酸粗品；或者，为长链脂肪酸重量百分含量在5％以上的N
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长链酰基氨基酸；或者，为通过包含如下制备步骤的方法制备获得的N
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长链酰基氨基酸粗品：(1)将含氨基酸与碱的原料反应，制备氨基酸盐溶液；(2)向上述得到的氨基酸盐溶液中加入长链酰卤和任选的碱，得到N
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长链酰基氨基酸盐；(3)将上述得到的N
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长链酰基氨基酸盐进行酸化；或者，为通过包含如下制备步骤的方法制备获得的N
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长链酰基氨基酸粗品：在碱的存在下，将氨基酸和/或其盐与长链酰卤反应，得到N
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长链酰基氨基酸盐，将得到的N
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长链酰基氨基酸盐进行酸化，逐渐析出固体，放置后固液分离，任选洗涤和干燥，得到N
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长链酰基氨基酸粗品。20.根据权利要求10
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19任一项所述的方法，其特征在于，所述长链脂肪酸为碳原子数8
～22的饱和或不饱和直链或支链的脂肪酸；所述N
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长链酰基氨基酸中的N
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长链酰基来源于前述碳原子数8～22的饱和或不饱和直链或支链的脂肪酸；所述N
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长链酰基氨基酸中的氨基酸来源于甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、肌氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、赖氨酸中的一种或多种；所述有机溶剂为长链脂肪酸和N
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长链酰基氨基酸微溶、难溶或不溶的一类有机溶剂，所述微溶、难溶或不溶是指在20℃下长链脂肪酸和N
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长链酰基氨基酸在有机溶剂中溶解度小于1g/100g，优选小于0.01g/100g，更优选小于0.001g/100g。21.根据权利要求20任一项所述的方法，其特征在于，所述长链脂肪酸选自辛酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、异硬脂酸、椰子油脂肪酸、棕榈油脂肪酸中的一种或多种，优选椰子油脂肪酸或月桂酸，最优选月桂酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，
申请(专利权)人：苏州欧丽特生物医药有限公司，
类型：发明
国别省市：