一種甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法

2023-12-09 09:00:11 2

專利名稱：一種甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種作為消毒劑的甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法，所述的甘氨酸型兩性表面活性劑的化學名稱為烷基二氨乙基甘氨酸鹽酸鹽，其化學構造為
R為碳數8-16的烷基作為消毒劑的胺基酸型兩性表面活性劑在國外發展較為迅速，種類較多，應用範圍逐漸擴大。該類消毒劑有很多優點，特別是(1)其殺菌能力在蛋白質、胺基酸等存在時基本不變;(2)只有極低的毒性，基本上屬於無毒物質;(3)具有良好的生物降解性，不汙染環境。甘氨酸型兩性表面活性劑是胺基酸型兩性表面活性劑中的一類，也是效果優良的消毒劑，對多種細菌、病毒等均有殺滅效果，且藥效持久;活性劑本身對人畜無毒無味，對皮膚無刺激，對木材、金屬、橡皮等材料均無腐蝕性，能逐漸被微生物分解，在環境中長期使用無殘留。因而該消毒劑可廣泛應用於畜禽、水產養殖場及醫院、食品飲料加工廠等眾多場所。
胺基酸型兩性表面活性劑種類較多，結構相似，主要有氨基丙酸型和氨基乙酸型(即甘氨酸型)兩性表面活性劑。氨基丙酸型兩性表面活性劑一般用高級脂肪胺與丙烯酸甲脂或丙烯腈反應得到
氨基乙酸型(即甘氨酸型)兩性表面活性劑，一般用如下方法合成
雖然胺基酸型兩性表面活性劑作為消毒劑的效果優良，但其合成工藝較為複雜，與其它消毒劑相比成本較高，影響了其推廣使用。
在US-3039917美國專利中公開了一種作為消毒劑的胺基酸型兩性表面活性劑
的合成方法。該方法包括如下兩個步驟(1)合成單取代十二烷基丙二胺;
(2)消毒劑的製備。
其中有一種甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法在(1)中用5摩爾的1，3-丙二胺(H2NCH2CH2CH2NH2)與1摩爾的氯代十二烷(C12H25Cl)在140℃反應數小時，分餾收集得單取代十二烷基丙二胺(C12H25NHCH2CH2CH2NH2)，產率70%。在(2)中用1摩爾單取代十二烷基丙二胺與1摩爾氯乙酸鈉水溶液在100℃反應，即可得到含有10%活性劑的消毒劑溶液
用酒石酸調節其PH值為6。
上述這種合成方法的反應條件比較溫和，但產率還不是很高，特別是移用該方法生產作為消毒劑的、化學構造為
R為碳數8-16的烷基的甘氨酸型兩性表面活性劑，還需要確定合成路線、反應方式等許多具體問題。
本發明的目的在於提供一種甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法，通過合成路線和反應方式的選擇，確定化學構造為
R為碳數8-16的烷基的甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法。
本發明的目的可以通過如下的技術方案達到本發明旨在烷基二氨乙基甘氨酸型兩性表面活性劑的合成，考慮到原料來源，環保要求等情況，設計了如下的合成路線
R為碳數8-16的烷基具體合成過程如下1.按溴代烷比二乙三胺＝1∶8-12的摩爾比投料，溫度維持在85-100℃，機械攪拌下，將溴代烷慢慢滴入二乙三胺中反應，攪拌反應時間(包括加料時間)為5-8小時，至此氣相色譜檢測證明反應相當完全。二乙三胺投料大大過量，是為了提高每個二乙三胺分子只與一個溴代烷分子反應的機率，從而使一取代的烷基二乙三胺是主要產物。
2.對上面反應完成後的母液減壓蒸餾，回收過量的二乙三胺，並收集純的烷基二乙三胺，產率大於85%，產率以下式計算產率＝ (烷基二乙三胺的實際產量)/(以溴代烷計的烷基二乙三胺的理論產量) ×100%
3.按氯乙酸比烷基二乙三胺＝1∶1的摩爾比投料，考慮到該消毒劑是作為水劑使用，水介質能幫助傳熱，為了避免局部過熱，使物料的反應更溫和，減少副反應，因而反應物皆配成水溶液。溫度維持在85-95℃，機械攪拌下，向重量百分比濃度為8-99%的烷基二乙三胺水溶液中慢慢滴加或者噴霧加入重量百分比濃度為3-50%的氯乙酸水溶液，兩種溶液濃度的選取要配合，以保證反應完成後得到的溶液含有重量百分比濃度為10-50%的活性劑，攪拌反應時間(包括加料時間)為7-10小時，反應完成後用鐵氰化鉀法測定含量，產率大於98%，產率以下式計算產率＝ (活性劑的實際測得量)/(活性劑的理論產量) ×100%4.最後用氫氧化鈉調節所得含有活性劑的消毒劑溶液的PH值，使該值在7.0-9.5的範圍內。
本發明的優點在於所需的原料二乙三胺、溴代烷、氯乙酸容易得到，為提高產率而加的過量二乙三胺可以充分回收再利用，再加上上述合成路線中兩步反應的產率均較高，使得合成甘氨酸型兩性表面活性劑的成本比合成其它胺基酸型兩性表面活性劑的成本低。除此之外，本發明在合成過程中無廢物排放，不會汙染環境。
實施例1在500ml三口瓶中加入248g(2.17mol)二乙三胺(90%)，加熱維持在85℃，機械攪拌下，用滴液漏鬥慢慢滴入37g(0.18mol)溴代辛烷(95%)，3小時滴完，再攪拌反應2小時。對反應完成後的母液減壓蒸餾回收過量的二乙三胺(供下次反應用)，並收集純的辛基二乙三胺35g，產率為89.4%。
上述反應得到的辛基二乙三胺與氯乙酸按摩爾比1∶1投料。辛基二乙三胺配成12%的水溶液，加熱維持在90℃，機械攪拌下，將配成50%的氯乙酸水溶液慢慢滴入或者噴霧加入，攪拌反應時間(包括加料時間)為7-10小時，反應完成後即可得到含有15%活性劑的消毒劑溶液，產率大於98%。最後用氫氧化鈉調節PH值在7.0-9.5的範圍內。
實施例2在1000ml三口瓶中加入589g(5.60mol)二乙三胺(98%)，加熱維持在100℃，機械攪拌下，用滴液漏鬥慢慢滴加187g(0.70mol)溴代十二烷(93%)，5小時滴完，再攪拌反應2小時。對反應完成後的母液減壓蒸餾回收過量的二乙三胺(供下次反應用)，並收集純的十二烷基二乙三胺165g，產率為87.0%。
上述反應得到的十二烷基二乙三胺與氯乙酸按摩爾比1∶1投料。十二烷基二乙三胺配成37%的水溶液，加熱維持在92℃，機械攪拌下，將配成30%的氯乙酸水溶液慢慢滴入或者噴霧加入，攪拌反應時間(包括加料時間)為7-10小時，反應完成後即可得到含有35%活性劑的消毒劑溶液，產率大於98%。最後用氫氧化鈉調節PH值在7.0-9.5的範圍內。
實施例3在1000ml三口瓶中加入631g(6.00mol)二乙三胺(98%)，加熱維持在93℃，機械攪拌下，用滴液漏鬥慢慢滴加175g(0.60mol)溴代十四烷(95%)，5小時滴完，再攪拌反應2小時。對反應完成後的母液減壓蒸餾回收過量的二乙三胺(供下次反應用)，並收集純的十四烷基二乙三胺161g，產率為89.7%。
上述反應得到的十四烷基二乙三胺與氯乙酸按摩爾比1∶1投料。十四烷基二乙三胺配成90%的水溶液，加熱維持在87℃，機械攪拌下，將配成21%的氯乙酸水溶液慢慢滴入或者噴霧加入，攪拌反應時間(包括加料時間)為7-10小時，反應完成後即可得到含有50%活性劑的消毒劑溶液，產率大於98%。最後用氫氧化鈉調節PH值在7.0-9.5的範圍內。
權利要求
1.一種作為消毒劑的甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法，所述的甘氨酸型兩性表面活性劑的化學名稱為烷基二氨乙基甘氨酸鹽酸鹽，其化學構造為R為碳數8-16的烷基其特徵在於(1)用溴代烷RBr與二乙三胺HN(CH2CH2NH2)2作用生成烷基二乙三胺R(NHCH2CH2)2NH2，其中R為碳數8-16的烷基，(1.1)溴代烷與二乙三胺的投料摩爾比為1∶8-12，(1.2)溫度維持在85-100℃，(1.3)在機械攪拌的條件下，將溴代烷慢慢滴入二乙三胺，(1.4)攪拌反應時間包括加料時間為5-8小時，(2)對(1)反應完成後的母液減壓蒸餾，回收過量的二乙三胺和收集純的烷基二乙三胺，(3)用烷基二乙三胺與氯乙酸作用生成烷基二氨乙基甘氨酸鹽酸鹽，(3.1)將氯乙酸和烷基二乙三胺皆配成水溶液，(3.2)氯乙酸與烷基二乙三胺的投料摩爾比為1∶1，(3.3)溫度維持在85-95℃，(3.4)在機械攪拌的條件下，向烷基二乙三胺水溶液中慢慢滴入或者噴霧加入氯乙酸水溶液，(3.5)攪拌反應時間包括加料時間為7-10小時，(4)調節(3)反應完成後得到的含有活性劑消毒劑溶液的PH值，使該值在7.0-9.5的範圍內。
2.根據權利要求1所述的合成方法，其特徵在於在(3)反應中，烷基二乙三胺水溶液和氯乙酸水溶液的重量百分比濃度分別為8-99%和3-50%，兩種溶液濃度的選取要配合，以保證在(3)反應完成後得到的消毒劑溶液含有重量百分比濃度為10-50%的活性劑。
3.根據權利要求1或2所述的合成方法，其特徵在於用氫氧化鈉調節(3)反應完成後得到的含有活性劑的消毒劑溶液的PH值。
全文摘要
本發明涉及一種作為消毒劑的甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法，所述的某氨酸型兩性表面活性劑的化學名稱為烷基二氨乙基甘氨酸鹽酸鹽。本發明的目的在於確定其合成路線和反應方式。該合成方法是以溴代烷和二乙三胺為原料先合成烷基二乙三胺，再用烷基二乙三胺和氯乙酸反應，後二者反應物皆配成水溶液，反應完成後得到含有10—50％活性劑的消毒劑溶液。該消毒劑溶液可廣泛用於畜禽、水產養殖場及醫院、食品飲料加工廠等眾多場所。
文檔編號C07C229/16GK1094709SQ93120030
公開日1994年11月9日 申請日期1993年12月16日 優先權日1993年12月16日
發明者李力, 馮士清, 汪錦邦, 李平, 伍立居 申請人:北京市營養源研究所