[發明專利]一種制備α-烷基甜菜堿兩性表面活性劑的方法

無效

• 申請號: 201310689395.6
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103819351A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 湯吉海;胡靜怡;丘寶增;楊運;喬旭;陳獻;費兆陽;崔咪芬
• 申請（專利權）人: 江蘇省東泰精細化工有限責任公司
• 主分類號: C07C227/08
• 分類號: C07C227/08;C07C229/12;B01F17/18;B01F17/28
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;尹慧晶

技術領域

本發明屬于化工領域，涉及氯化、氨化兩步法制備α-烷基甜菜堿兩性表面活性劑的方法，具體的說是氯氣與脂肪酸先進行α-氯代反應，得到的α-氯代脂肪酸粗產品不經分離純化直接與三甲胺反應生成相應的α-烷基甜菜堿兩性表面活性劑。?

背景技術

兩性表面活性劑具有水溶性好，抗鹽能力強，低毒性和刺激性，高起泡性的優點，并且可與其它表面活性劑形成優異的復配效果，成為備受關注的一種新型表面活性劑。以天然脂肪酸為原料合成甜菜堿型兩性表面活性劑，不僅性能良好，易于生物降解，而且原料來源廣泛、價格低廉，具有廣闊的市場前景。?

中國專利CN101249399A公開了一種采用程序升溫操作方式制備α-烷基甜菜堿兩性表面活性劑的方法。在常溫下一次性加入三甲胺水溶液與熔融的α-氯代十二酸，反應溫度升至70℃后反應8h，繼續升高溫度至100℃反應2h，得到α-癸基甜菜堿收率為88.4%，α-羥基十二酸的收率為11.5%。該方法的缺點是反應原料α-氯代十二酸需經萃取、干燥、重結晶等步驟提純，反應過程中也需要不斷調節反應溫度，操作繁瑣、不易控制。?

中國專利CN102126964A公開了一種無溶劑季銨化制備α-烷基甜菜堿的方法。在壓熱反應釜中一次性加入反應原料α-氯代十二酸和液態三甲胺，在90℃恒溫條件下，攪拌，壓熱反應6h后，蒸發未反應的三甲胺，α-癸基甜菜堿的收率為56.7%。該方法可避免副產物α-羥基十二酸的生成，但反應原料也是脂肪酸α-氯代反應的粗產物需經由萃取、干燥、重結晶等步驟提純得到，步驟復雜，且該反應條件苛刻，目的產物收率低。在壓熱條件操作下對設備的耐壓能力提出更高要求，導致設備投資大。?

中國專利CN101250129B公開了一種中和、季銨化二步法制備α-癸基甜菜堿兩性表面活性劑的方法，但中和與季銨化兩個反應步驟均需要嚴格控制反應液的pH，控制條件苛刻，季銨化反應也同樣需要在壓熱反應釜中進行，對設備的要求和投資高。?

綜述所述，現有關于α-烷基甜菜堿合成的報道中，均采用三甲胺采用一次性加入的方式與萃取、干燥、重結晶等提純步驟得到的合成中間體α-氯代脂肪酸進行反應，α-烷基甜菜堿的合成存在工藝路線長，操作條件苛刻，設備要求高等缺點?

發明內容

本發明的目的在于提供一種α-烷基甜菜堿的制備方法，基于甜菜堿兩性表面活性劑在工業上的應用廣泛，本發明提出一種操作便捷、高轉化率、高選擇性地制備相應的α-烷基甜菜堿的方法。具體的說是脂肪酸經氯化后得到的α-氯代脂肪酸粗產物不經過提純分離，利用氯化反應得到的混合物直接與三甲胺進行季銨化反應得到α-烷基甜菜堿。?

脂肪酸氯化反應方程式如下：?

季銨化反應方程式如下：?

反應式中，R為C_nH_2n+1，其中n=0-18。?

為達到上述目的，本發明的技術方案是：一種α-烷基甜菜堿兩性表面活性劑的制備方法，以脂肪酸為原料經α-氯代反應，氯化反應產物不經分離純化直接與三甲胺進行季銨化反應，制備α-烷基甜菜堿兩性表面活性劑。?

所述的方法，其中脂肪酸為碳原子數在2-20的直鏈脂肪酸。?

所述的方法，其中脂肪酸的α-氯代反應是以95%的濃硫酸為催化劑。催化劑用量為脂肪酸質量為0.5-15%，優選3-10%。?

所述的方法，其中脂肪酸的α-氯代反應的反應溫度為110-150℃，優選120-150℃，進一步優選120-140℃。?

所述的方法，其中脂肪酸的α-氯代反應的反應時間為1-5h，優選1-3h。?

所述的方法，其中脂肪酸的α-氯代反應的氯氣的流量為1-10mL/(min·g_脂肪酸)，優選3-10mL/(min·g_脂肪酸)，進一步優選3-5mL/(min·g_脂肪酸)。?

所述的方法，其中脂肪酸的α-氯代反應的氯氣與氧氣的體積比為10:1-1:1，優選8:1-1:1，進一步優選5:1-2:1。?

所述的方法，其中季銨化反應的原料是脂肪酸氯化反應得到的未經提純的α-氯代脂肪酸粗產品。?

所述的方法，其中季銨化反應中的季銨化反應所用的三甲胺可為質量分數為30%以上?的三甲胺水溶液。?

所述的方法，其中季銨化反應的溫度為50-100℃，優選50-90℃，進一步優選70-90℃。?