本发明属于n-酰基氨基酸盐的制备,具体涉及一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法。
背景技术:
1、近年来,氨基酸型表面活性剂因其具有优良表面性能越来越受到人们的重视,应用领域也越来越广泛,但目前氨基酸型表面活性剂的生产规模较小、生产成本较高,主要用于个人洗护用品等传统领域。
2、n-酰基氨基酸盐通常是通过氨基酸或其盐(如:甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等)与脂肪酰氯酰胺化反应制得,通常氨基酸与脂肪酰氯使用水作溶剂时,反应较慢,导致脂肪酰氯转化率偏低,副产物杂质生成过多,氨基酸残留过高,影响产品品质。
3、中国专利cn111333531b中提到,合成完成后酸化,分液得到脂肪酰氨基酸表活酸,后加入水和碱获得脂肪酰氯氨基酸盐溶液。
4、中国专利cn109482100b中提到,合成完成后酸化,再在水中重结晶得到脂肪酰氨基酸表活酸。
5、上述两个专利均未提到对脂肪酸杂质的去除,目前国内氨基酸表面活性剂脂肪酸杂质的控制,大多在反应阶段严格控制工艺条件,但还是无法达到理想的脂肪酸水平。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明的目的在于提供一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法。
2、具体的技术方案如下:
3、一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,包括如下步骤:
4、1)将氨基酸或其盐与纯水投入反应釜中,用碱调节ph溶解,在反应过程中持续加入脂肪酰氯,在碱性条件下脂肪酰氯与氨基酸进行酰胺化反应;
5、2)产品中的杂质主要来自未反应完全的原料残留、副产物、原料分解产物等,酰胺化反应在合适的温度和ph下有较高的转化率,控制反应温度和ph,可以减少杂质的生成;
6、3)酰胺化反应完成后,向加热后的反应体系中加入酸溶液酸化反应体系,静置分液后加入纯水水洗去除部分杂质;
7、4)水洗完成后在纯水体系中对n-酰基氨基酸进行重结晶,后经过过滤得到n-酰基氨基酸固体粗品;
8、5)使用有机溶剂对n-酰基氨基酸固体粗品进行漂洗除杂,再次过滤后烘干得到纯化后的n-酰基氨基酸固体,将n-酰基氨基酸固体和纯水投入反应釜中,投入碱或碱溶液调节ph溶解,得到低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液。
9、进一步地,步骤1)中所述的氨基酸为肌氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、天冬氨酸和谷氨酸中的一种或多种的混合物。
10、进一步地,步骤1)中的脂肪酰氯为辛酰氯、癸酰氯、月桂酰氯、肉豆蔻酰氯、棕榈酰氯和硬脂酰氯中的一种或几种的混合物。
11、进一步地,步骤1)中的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、氢氧化铵、单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。
12、进一步地,步骤1)中的氨基酸或其盐与脂肪酰氯的摩尔比为1-2:1,脂肪酰氯的加入过程中,ph控制在10.0-12.0,温度控制在15-25℃,脂肪酰氯的加料持续时间为1-5小时,脂肪酰氯加完后,保温1-3小时,保温温度为30-40℃。
13、进一步地,步骤1)中的反应釜内设有搅拌桨,搅拌桨的转速不超过150rpm,以防止搅拌速度过快导致料液起泡,料液起泡可能影响料液流动性,进而影响传质、传热效率,部分情况下料液起泡可能大大改变料液体积,进而改变该批次的物料的装料系数,可能引发溢料的风险。
14、进一步地,步骤2)中的酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、氢碘酸或氢溴酸。
15、进一步地,步骤4)中的有机溶剂为石油醚、乙醚或四氢呋喃,使用的有机溶的质量为固态n-酰基氨基酸质量的两倍或者两倍以上,漂洗次数通常为一次,如有必要可以多次漂洗。
16、进一步地,步骤4)中的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、氢氧化铵、单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。
17、本发明的有益效果在于:
18、本发明工艺操作简单,在合成过程中控制杂质的生成,并在后续的处置步骤中逐步清除杂质,所得到的n-酰基氨基酸盐水溶液杂质含量低,使用的有机溶剂少,产生的废物较少,工艺稳定,适合大规模生产。
1.一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.如权利要求1所述的一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述的氨基酸为肌氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、天冬氨酸和谷氨酸中的一种或多种的混合物。
3.如权利要求1所述的一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,其特征在于,步骤1)中的脂肪酰氯为辛酰氯、癸酰氯、月桂酰氯、肉豆蔻酰氯、棕榈酰氯和硬脂酰氯中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,其特征在于,步骤1)中的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、氢氧化铵、单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。
5.如权利要求1所述的一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,其特征在于,步骤1)中的氨基酸或其盐与脂肪酰氯的摩尔比为1-2:1,脂肪酰氯的加入过程中,ph控制在10.0-12.0,温度控制在15-25℃,脂肪酰氯的加料持续时间为1-5小时,脂肪酰氯加完后,保温1-3小时,保温温度为30-40℃。
6.如权利要求1所述的一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,其特征在于,步骤1)中的反应釜内设有搅拌桨,搅拌桨的转速不超过150rpm。
7.如权利要求1所述的一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,其特征在于,步骤2)中的酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、氢碘酸或氢溴酸。
8.如权利要求1所述的一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,其特征在于,步骤4)中的有机溶剂为石油醚、乙醚或四氢呋喃,使用的有机溶的质量为固态n-酰基氨基酸质量的两倍或者两倍以上。
9.如权利要求1所述的一种低杂质的n-酰基氨基酸盐水溶液的制备方法,其特征在于,步骤4)中的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、氢氧化铵、单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。