[發明專利]一種甜菜堿型兩性表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201611140819.3
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106800520B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 尚小琴;王信銳;劉鵬;劉汝峰;江慧華;陳浩亮
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C07C233/36
• 分類號: C07C233/36;C07C231/12;B01F17/28
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種甜菜堿型兩性表面活性劑及其制備方法，該甜菜堿型兩性表面活性劑的制備方法包括以下步驟：1）酰胺化反應：在催化劑的作用下天然油脂酸與3?二甲胺基丙胺進行酰胺化反應，并利用4A分子篩及時除去反應生成的水，得到烷基酰胺丙基二甲基叔胺；2）季胺化反應：烷基酰胺丙基二甲基叔胺與氯乙酸鈉在溶劑中進行季胺化反應，得到甜菜堿型兩性表面活性劑。本發明的兩性表面活性劑基團中含有酰胺鍵，改變了分子的性能，具有更好的泡沫穩定性，性能溫和，其乳化性能明顯優于十二烷基甜菜堿表面活性劑。本發明的制備方法工藝簡單，生產成本低，原料綠色天然，并通過4A分子篩來吸收酰胺化反應過程中產生的水，提高了產率。

技術領域

本發明涉及一種甜菜堿型兩性表面活性劑及其制備方法。

背景技術

兩性表面活性劑是指在同一分子結構中同時存在著被橋鏈(碳氫鏈、碳氟鏈等)連接的一個或多個正、負電荷中心(或偶極中心)的表面活性劑，其生物降解性能好、低毒、抗靜電。兩性表面活性劑最早出現在20世紀30年代，后來逐步得到發展應用，而我國在兩性表面活性劑方面的研發起步較晚，品種和產量與其他發達國家相比有很大差距。

國內的表面活性劑以陰離子型表面活性劑和非離子表面活性劑為主，這兩類表面活性劑會污染環境，一般難以生物降解。烷基酰胺丙基甜菜堿是一種新型高效兩性表面活性劑，含有酰胺基團和季胺基團，具有性能溫和、去污作用強、起泡性能好、調理性能優越等優點，近幾年來被廣泛用于洗滌用品，特別是洗發香波、洗發膏等。目前，個人護理品行業烷基酰胺甜菜堿兩性表面活性劑的年用量約為十幾萬噸，市場前景廣闊。

烷基酰胺丙基甜菜堿的制備過程主要分為以下兩步：1)酰胺化反應：以脂肪酸和3-二甲胺基丙胺為原料制備烷基酰胺丙基二甲基叔胺；2)季胺化反應：以烷基酰胺丙基二甲基叔胺和氯乙酸鈉為原料，水和異丙醇作為反應溶劑，制備烷基酰胺丙基甜菜堿。主要存在以下問題：1)酰胺化反應的酸值難以降低，從而產率偏低，生產成本較高；2)大多以混合油脂酸為生產原料的，但這類油脂酸含有較多雜質，性質不穩定，也有以油脂酸甲酯為生產原料，但進一步增加了生產成本；3)提純工藝比較簡單，得到的產品活性物質含量低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種甜菜堿型兩性表面活性劑及其制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種甜菜堿型兩性表面活性劑，其結構式為：

其中n為12或14或16。

上述甜菜堿型兩性表面活性劑的制備方法包括以下步驟：

1)酰胺化反應：將天然油脂酸熔化，加入3-二甲胺基丙胺，充分混勻，加入催化劑進行酰胺化反應，反應5～7h后加入4A分子篩，繼續反應，反應完畢后除去未反應的3-二甲胺基丙胺和天然油脂酸，得到烷基酰胺丙基二甲基叔胺；

2)季胺化反應：將烷基酰胺丙基二甲基叔胺和氯乙酸鈉加入反應器，加水至氯乙酸鈉溶解完全，再加入異丙醇，調節pH值至7～8，進行季胺化反應，反應完畢后除去異丙醇、水和未反應的氯乙酸鈉，得到甜菜堿型兩性表面活性劑。

步驟1)所述的天然油脂酸的結構式為：其中n為12或14或16。

步驟1)所述的催化劑為KOH、NaOH、NaF、CH₃ONa中的一種，添加量為天然油脂酸質量的0.3％～0.7％。

步驟1)所述的天然油脂酸、3-二甲胺基丙胺的摩爾比為1：(1.05～1.08)。

步驟1)所述的天然油脂酸、4A分子篩的質量比為1：(0.33～0.46)。

步驟1)所述的酰胺化反應的反應溫度為160～180℃，反應時間為9～11小時。

步驟2)所述的烷基酰胺丙基二甲基叔胺、氯乙酸鈉的摩爾比為1：(1.05～1.15)。