一種低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的合成方法
2023-07-06 12:29:26
專利名稱：一種低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的合成方法
技術領域：
本發明屬於有機化學中表面活性劑合成技術領域，具體涉及一種低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的合成方法。
背景技術：
脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼簡稱羥磺甜菜鹼，是一種環境友好型溫和兩性表面活性劑，具有良好的起泡性、穩泡性、抗硬水性、增稠性得到了提高；同時有減緩皮膚粗糙感和提高漂洗性能的特性。羥磺甜菜鹼廣泛用於中高級香波、沐浴液中，是製備溫和嬰兒香波、嬰兒泡沫浴、嬰兒護膚產品的主要成分，洗滌、乳化、增稠、發泡，抗硬水等作用。在護髮和護膚配方中是一種優良的柔軟調理劑，還可用作洗滌劑、潤溼劑、增稠劑、抗靜電劑及殺菌劑等， 還可用作鑽井發泡劑，工業清洗劑等。由於脂肪醯胺丙基二甲基叔胺與3-氯-2-羥基丙磺酸鈉反應生成鹽，所有市面上現有的產品一般都含有較高的氯化鈉，含鹽量在5 8%左右。這種含鹽量較高的羥磺甜菜鹼產品能夠適用於一般的洗滌日化產品，卻並不適用於一些高端無鹽或低鹽配方。如果配方中含有無機鹽，往往會影響配方的穩定性，如隨溫度變化，時間變化產品狀態，粘稠性發生明顯變化。於是一些大型日化企業採用無鹽或低鹽配方來達到產品穩定性，滿足用戶需求，這就要求日化原料，如甜菜鹼產品在其他性能不發生改變的情況下，儘可能降低產品中的含鹽量，一般要求含鹽量小於1%，而目前市面上的甜菜鹼產品並不能滿足此要求。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的合成方法，以滿足高端產品的需要。為實現上述目的，本發明所採用的技術方案如下
一種低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的合成方法，其包括以下步驟
(1)製備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的製備將亞硫酸氫鈉，催化劑(亞硫酸鈉)，去離子水混和加入到反應器中，攪拌並加熱，將環氧氯丙烷以滴料方式加至亞硫酸氫鈉水溶液中，滴料完畢後繼續反應，反應完成後，冷卻重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體；
(2)季銨化反應將脂肪醯胺丙基二甲基叔胺與過量的3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體混和溶解在有機溶劑中，進行季銨化反應；
(3)反應後處理上述季銨化反應完成後，加鹼水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，然後調節PH至中性，將無機鹽過濾，隨後蒸去溶劑；再加水溶解產品，加熱通過共沸蒸餾去除殘餘溶劑，最後得脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼水溶液。
本發明所的述製備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉步驟中，亞硫氫酸鈉與環氧氯丙烷摩爾比為1. 0 :1. 0 2. 0。本發明所述的製備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉步驟中，滴料時間控制在0. 5 2h，滴料完畢後反應時間1 證，攪拌時加熱溫度及反應溫度設置在30 90°C，冷卻至0 10°C
重結晶。本發明所採用的催化劑為亞硫酸鈉，其用量佔亞硫氫酸鈉質量的0. 1 5%。本發明所述的季銨化反應步驟中，脂肪醯胺丙基二甲基叔胺與3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的摩爾比1.0 :1.0 2.0。本發明所述的季銨化反應步驟中，反應溫度60 90°C，反應時間3 10h。本發明後處理步驟中，共沸蒸餾去除殘餘溶劑時，加熱溫度為90 99°C，共沸時間為1 2小時。優選的，本發明所述脂肪醯胺丙基二甲基叔胺中的脂肪酸基團為椰子油脂肪酸， 棕櫚仁油脂肪酸，油酸，亞油酸，亞麻酸，已酸，辛酸，癸酸，月桂酸，十四酸，棕櫚酸，硬脂酸中的一種。本發明後處理步驟中，加鹼水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉時，水解時間為1 5小時，加鹼量為脂肪醯胺丙基二甲基叔胺質量的1 10%，所採用的鹼為氫氧化鈉，氫氧化鉀，碳酸鈉，碳酸氫鈉中的一種。本發明所採用的有機溶劑為有機醇類溶劑，優選的為甲醇，乙醇，異丙醇，叔丁醇中的一種。更為優選的為乙醇。相比現有技術，本發明的有益效果在於本發明的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的合成方法能夠將產品中的無機鹽降至1%以下，在應用於日化產品中，能有效防止產品的狀態及粘稠性受溫度的影響，增強了產品的穩定性，滿足高端低鹽產品的需要。下面結合具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。
具體實施例方式
本發明的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的合成方法，其包括以下步驟
(1)製備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的製備將亞硫酸氫鈉，催化劑(亞硫酸鈉)，去離子水混和加入到反應器中，攪拌並加熱，將環氧氯丙烷以滴料方式加至亞硫酸氫鈉水溶液中，滴料完畢後繼續反應，反應完成後，冷卻重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體；其中亞硫氫酸鈉與環氧氯丙烷摩爾比為1. 0 :1. 0 2. 0 ；滴料時間控制在0. 5 2h，滴料完畢後反應時間1 釙，攪拌時加熱溫度及反應溫度設置在30 90°C，冷卻至0 10°C重結晶；所採用的催化劑為亞硫酸鈉，其用量佔亞硫氫酸鈉質量的0. 1 5% ；
(2)季銨化反應將脂肪醯胺丙基二甲基叔胺與過量的3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體混和溶解在有機溶劑中，進行季銨化反應；其中，脂肪醯胺丙基二甲基叔胺與3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的摩爾比為1.0 :1.0 2. 0 ；反應溫度60 90°C，反應時間3 IOh ；
(3)反應後處理上述季銨化反應完成後，加鹼水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，然後調節PH至中性，將無機鹽過濾，隨後蒸去溶劑；再加水溶解產品，加熱通過共沸蒸餾去除殘餘溶劑，最後得脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼水溶液；其中水解時間為1 5小時，加鹼量為脂
4肪醯胺丙基二甲基叔胺質量的1 10%，所採用的鹼為氫氧化鈉，氫氧化鉀，碳酸鈉，碳酸氫鈉中的一種。以下是優選的實施例。實施例1
將62. 4g亞硫酸氫鈉，Ig亞硫酸鈉與228g去離子水混和，加熱至70V，滴料60g環氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢後反應2小時。減壓蒸掉部分水後，降至0°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體105g。將140g月桂醯胺丙基二甲基叔胺與105g 3_氯_2_羥基丙磺酸鈉晶體溶解在 455g乙醇中，於80°C反應5小時，加入7g氫氧化鈉水解2小時，再用檸檬酸調PH至中性。將不溶於乙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出後，再加入去離水於 95°C共沸蒸餾一小時，將殘餘的乙醇溶劑去除。然後加水將固含量調至35%，得到低鹽月桂醯胺丙基羥磺甜菜鹼，鹽含量0. 40%。 實施例2
將67. 6g亞硫酸氫鈉，Ig亞硫酸鈉與M8g去離子水混和，加熱至70V，滴料65g環氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢後反應2小時。減壓蒸掉部分水後，降至10°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體114g。將140g月桂醯胺丙基二甲基叔胺與114g 3_氯_2_羥基丙磺酸鈉晶體溶解在 471g乙醇中，於80°C反應5小時，加入7g氫氧化鈉水解2小時，再用檸檬酸調PH至中性。將不溶於乙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出後，再加入去離水於 99°C共沸蒸餾一小時，將殘餘的乙醇溶劑去除。然後加水將固含量調至35%，得到低鹽月桂醯胺丙基羥磺甜菜鹼，鹽含量0. 47%。 實施例3
將72. 8g亞硫酸氫鈉，Ig亞硫酸鈉與去離子水混和，加熱至70V，滴料70g環氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢後反應2小時。減壓蒸掉部分水後，降至5°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體124g。將140g月桂醯胺丙基二甲基叔胺與124g 3_氯_2_羥基丙磺酸鈉晶體溶解在 490g乙醇中，於80°C反應5小時，加入8g氫氧化鈉水解2小時，再用檸檬酸調PH至中性。將不溶於乙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出後，再加入去離水於 95°C共沸蒸餾一小時，將殘餘的乙醇溶劑去除。然後加水將固含量調至35%，得到低鹽月桂醯胺丙基羥磺甜菜鹼，鹽含量0. 56%。 實施例4
將72. 8g亞硫酸氫鈉，Ig亞硫酸鈉與237g去離子水混和，加熱至70°C，滴料70g環氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢後反應2小時。減壓蒸掉部分水後，降至8°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體122g。將140g椰油醯胺丙基二甲基叔胺與122g 3_氯_2_羥基丙磺酸鈉晶體溶解在 490g乙醇中，於80°C反應5小時，加入8g氫氧化鈉水解2小時，再用檸檬酸調PH至中性。
將不溶於乙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出後，再加入去離水於 99°C共沸蒸餾一小時，將殘餘的乙醇溶劑去除。然後加水將固含量調至35%，得到低鹽椰油醯胺丙基羥磺甜菜鹼，鹽含量0. 53%。 實施例5
將72. 8g亞硫酸氫鈉，Ig亞硫酸鈉與237g去離子水混和，加熱至70°C，滴料70g環氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢後反應2小時。減壓蒸掉部分水後，降至10°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體123g。將140g月桂醯胺丙基二甲基叔胺與123g 3_氯_2_羥基丙磺酸鈉晶體溶解在 490g異丙醇中，於80°C反應5小時，加入8g氫氧化鈉水解2小時，再用檸檬酸調PH至中性。將不溶於異丙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出後，再加入去離水於95°C共沸蒸餾一小時，將殘餘的異丙醇溶劑去除。然後加水將固含量調至35%，得到低鹽月桂醯胺丙基羥磺甜菜鹼，鹽含量0. 59%。上述實施例僅為本發明優選的實施案例，不能以此來限定本發明所要求保護的範圍，本領域的技術人員在本發明的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬於本發明多要求保護的範圍。
權利要求
1.一種低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的合成方法，其特徵在於其包括以下步驟(1)3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的製備將亞硫酸氫鈉，催化劑(亞硫酸鈉)，去離子水混和加入到反應器中，攪拌並加熱，將環氧氯丙烷以滴料方式加至亞硫酸氫鈉水溶液中，滴料完畢後繼續反應，反應完成後，冷卻重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體；(2)季銨化反應將脂肪醯胺丙基二甲基叔胺與過量的3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體混和溶解在有機溶劑中，進行季銨化反應；(3)反應後處理上述季銨化反應完成後，加鹼水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，然後調節PH至中性，將無機鹽過濾，隨後蒸去溶劑；再加水溶解產品，加熱通過共沸蒸餾去除殘餘溶劑，最後得脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼水溶液產品。
2.根據權利要求1所述的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的製備方法，其特徵在於所述製備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉步驟中，亞硫氫酸鈉與環氧氯丙烷摩爾比為1. 0 :1. 0 2. 0。
3.根據權利要求2所述的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的製備方法，其特徵在於所述製備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉步驟中滴料時間控制在0. 5 2h，滴料完畢後反應時間1 釙，攪拌時加熱溫度及反應溫度設置在30 90°C，冷卻至0 10°C重結晶。
4.根據權利要求3任一項所述的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的製備方法，其特徵在於所述催化劑為亞硫酸鈉，其用量佔亞硫氫酸鈉質量的0. 1 5%。
5.根據權利要求4任一項所述的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的製備方法，其特徵在於所述季銨化反應步驟中，脂肪醯胺丙基二甲基叔胺與3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的摩爾比1. 0 1. 0 2. 0。
6.根據權利要求5所述的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的製備方法，其特徵在於所述季銨化反應步驟中，反應溫度60 90°C，反應時間3 10h。
7.根據權利要求6所述的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的製備方法，其特徵在於共沸蒸餾去除殘餘溶劑時，加熱溫度為90 99°C。
8.根據權利要求1-7任一項所述的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的製備方法，其特徵在於所述脂肪醯胺丙基二甲基叔胺中的脂肪酸基團為椰子油脂肪酸，棕櫚仁油脂肪酸， 油酸，亞油酸，亞麻酸，已酸，辛酸，癸酸，月桂酸，十四酸，棕櫚酸，硬脂酸中的一種。
9.根據權利要求1-7任一項所述的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的製備方法，其特徵在於加鹼水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉時，水解時間為1 5小時，加鹼量為脂肪醯胺丙基二甲基叔胺質量的1 10%，所採用的鹼為氫氧化鈉，氫氧化鉀，碳酸鈉，碳酸氫鈉中的一種。
10.根據權利要求1-7所述的低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的製備方法，其特徵在於所述有機溶劑為甲醇，乙醇，異丙醇，叔丁醇中的一種。
全文摘要
本發明屬於有機化學中表面活性劑合成技術領域，具體涉及一種低鹽脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼的合成方法，其包括以下步驟1)3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的製備、2)季銨化反應、3)反應後處理等步驟，通過對工藝條件進行限定，製備出了含鹽量低於1%的脂肪醯胺丙基羥磺甜菜鹼水溶液，應用於洗滌、化妝品配方時，可以有效防止產品狀態及粘稠性受溫度的影響，增強了產品的穩定性，滿足高端低鹽產品的需要。
文檔編號C07C303/32GK102503864SQ20111033199
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者餘照權, 劉機靈, 張湧 申請人:廣州花語精細化工有限公司