[發明專利]茶皂素丁二酸酯表面活性劑的制備方法及產品

無效

• 申請號: 201210225945.4
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102731608A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 劉松柏;劉昕
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07J63/00
• 分類號: C07J63/00;C07J71/00;C07J21/00;C07H15/256;C07H1/00;B01F17/56
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及表面活性劑制備技術領域，具體是涉及一種茶皂素丁二酸酯表面活性劑的制備方法及產品。

背景技術

表面活性劑具有分散、滲透、增溶、起泡等性能，廣泛應用于食品、醫藥、農藥、日化、選礦、油田等領域，其種類和消耗量日益增加。但是長期以來人們一直使用人工合成的表面活性劑，對人體健康和環境存在較大的威脅。無毒、易降解的表面活性劑越來越受到人們重視。羧酸鹽表面活性劑可通過天然原料合成，易生物降解，一直受到人們青睞。但普通羧酸鹽陰離子表面活性劑存在酸性條件下不穩定甚至失去表面活性等缺陷。

茶皂素又名茶皂苷，是一類齊墩果烷型五環三萜類皂苷化合物，由皂苷元、糖體和有機酸三部分組成，廣泛存在于山茶科植物的根、莖、葉、花、果中。茶皂素是一種性能良好的天然表面活性劑，它可廣泛應用于輕工、化工、農藥、飼料、養殖、紡織、采油、采礦、建材與高速公路建設等領域，用于制造乳化劑、洗潔劑、農藥助劑、飼料添加劑、蟹蝦養殖保護劑、紡織助劑、油田泡沫劑、采礦浮選劑以及加氣混凝土穩泡劑與混凝土外加劑-防凍劑等。我國的油茶籽產量居世界首位，提取茶油后的副產物油茶籽粕中，茶皂素的含量可達10％左右，充分推進茶皂素的深度加工，對綜合利用油茶資源，具有十分重要的社會效益和經濟價值。

茶皂素是性能良好的天然非離子表面活性劑，它具有降低水的表面張力、乳化、分散、潤濕等性能，所形成的乳液粒子小，分布均勻，穩定性好；另外，茶皂素具有較強的起泡能力，穩泡性能好。茶皂素分子中有大量的羥基等可修飾基團，可通過化學改性擴大其應用范圍，克服茶皂素使用過程中的不足。目前對茶皂素化學改性的研究也越來越多。例如，申請公布號為CN102030806A的專利文獻中公開了一種茶皂苷高級脂肪酸酯的制備方法，在催化劑存在的情況下，將茶皂苷與高級脂肪醇混合、反應，分離催化劑后獲得茶皂苷高級脂肪酯。由上述方法制備得到的茶皂苷高級脂肪酯，采用的原料無毒，易降解；制備工藝簡單，反應條件易控制，可用于工業化生產；更重要的是，其作為表面活性劑，在高溫和油中的發泡力和穩泡性能更強；克服了現有茶皂苷在高溫和多油環境中起泡力和穩泡性能差的缺陷。申請公布號為CN102030803A的專利文獻中公開了一種茶皂苷衍生物的制備方法，由以下步驟制備而成：(1)取三苯基氯甲烷與茶皂苷反應；然后，加入溴芐與茶皂苷反應；(2)取三溴化磷與糖反應；再與溴芐反應；(3)取步驟(1)制備得到的茶皂苷和步驟(2)制備得到的糖混合，再加入三苯甲基脫保護劑，反應；然后，在催化劑存在的情況下，加入芐基脫保護劑，反應，得到茶皂苷衍生物。上述制備方法制備工藝簡單、反應條件易于控制，可用于工業化生產；所制得的茶皂苷衍生物作為表面活性劑，在高鹽和高溫環境中發泡力和穩泡性能更強。

然而上述兩種針對茶皂素的改性方法，工藝較為復雜，制備成本較高，且制備得到的改性表面活性劑無法滿足目前對表面活性劑的多種需求。因此，開發一種多功能、環境友好的表面活性劑，具有重要的意義。

發明內容

本發明提供了一種茶皂素丁二酸酯表面活性劑的制備方法，該方法制備工藝簡單，環境友好，由該方法制備得到的茶皂素丁二酸酯表面活性劑兼具非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的特性，且反應條件易于控制，可用于工業化生產。

一種茶皂素丁二酸酯表面活性劑的制備方法，包括：將催化劑、茶皂素以及丁二酸酐加入到有機溶劑中，進行酯化反應，反應完成后，后處理得到茶皂素丁二酸酯表面活性劑。

為實現最終產物茶皂素丁二酸酯的分離，可選用多種后處理方法，例如可選用通過調節pH，對體系中的產物進行分離；為便于操作，作為一種優選的技術方案，所述的后處理方法包括：

(1)將大孔樹脂加入到酯化反應完成后的反應體系中，利用大孔樹脂吸附其中的茶皂素丁二酸酯，吸附完成后，過濾得到吸附有茶皂素丁二酸酯的大孔樹脂；

(2)將吸附有茶皂素丁二酸酯的大孔樹脂溶解到解析劑中，進行解析反應，過濾，去除解析液中的溶劑，得到茶皂素丁二酸酯表面活性劑。

步驟(1)中所述的催化劑可選用酯化反應常用的酸性催化劑或者堿性催化劑；常用的酸性催化劑可選用無機酸或有機酸，例如可選擇稀鹽酸、稀硫酸、醋酸等，常用的堿性催化劑可選用無機堿或者有機堿，例如無機堿可選用碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、醇鈉等，有機堿可選用三乙胺、吡啶或者二乙胺等。

步驟(1)中，所述的有機溶劑可選用多種對反應底物具有較好溶解性的溶劑，為便于反應的快速進行，優選的有機溶劑包括N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、丙酮等。