CN111718274B - 油脂酰氨基酸盐的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油脂酰氨基酸盐的制备方法。包括以下步骤:将甘油和碱催化剂混合,反应,制备混合物A;向该混合物A中加入单月桂酸酯、油脂和氨基酸盐,升温至90℃~138℃进行氨酯交换反应。甘油可以发挥分散剂的作用,改善反应过程中搅拌不均匀,搅拌困难的问题;还可以与碱催化剂反应,分子间脱水,其生成物可促进后续氨酯交换反应的进行。而单月桂酸酯除了和油脂、氨基酸盐一起进行氨酯反应,还可发挥渗透促进剂的作用,降低油脂和氨基酸盐进行氨酯交换的难度,加快反应进程,提升转化率;在较低的温度下,就可使非均相体系转化为均相体系,改善反应过程中搅拌不均匀,搅拌困难的问题,在反应后期体系慢慢变为膏状,便于判断反应终点。
Description
技术领域
本发明涉及表面活性剂技术领域,特别是涉及一种油脂酰氨基酸盐的制备方法。
背景技术
目前,合成脂肪酰基氨基酸系列表面活性剂的合成方法主要有酰氯法、脂肪酸酐法、脂肪氰水解法,酶法等,但是工业化应用主要是酰氯法,其他由于收率较低,工艺比较复杂因素导致工业化应用受阻。酰氯法也就是Schotten-Baumann法,即在有机溶剂/水混合相中以脂肪酰氯与氨基酸盐溶液在碱性催化剂和缚酸剂的作用下发生缩合反应。该法生产工艺要求相对简单,原料来源也比较稳定,但是依旧存在诸多不利,例如:从脂肪酸合成脂肪酰氯再到酰化的过程对环境不友好;溶剂相中水的参与导致产物中脂肪酸钠含量增加;溶剂采用丙酮或四氢呋喃可获得转化率比较高的产品,但是有机溶剂又会对环境生产污染;产物中含有等摩尔量的氯化钠副产物,以及后处理需要采用酸化方法和脱除低沸点有机溶剂,因而会产生工业“三废”等。
近几年国内外有些科学家尝试采用非酰氯法合成脂肪酰氨基酸盐,如采用脂肪酸甲酯、脂肪酸甘油酯、以及三脂肪酸甘油酯、天然油脂等在碱金属氧化物及其醇盐催化下直接得到脂肪酰氨基酸盐。
现有技术公开了一种利用脂肪酸甲酯和氨基酸钠在催化剂条件下反应生产N-脂肪酰氨基酸钠的技术方案,但是在反应过程中由于没有加入溶剂导致中后期体系粘度非常大,需要比较高的温度才能维持体系流动性,导致所得产品的色泽较差。
或者是利用脂肪酸甲酯和氨基酸钠在催化条件下反应生产N-脂肪酰氨基酸钠,用氧化钾和氧化镁作为催化剂,该类催化剂在低温下催化脂肪酸甲酯和氨基酸钠反应时活性不高,收率较低。
或者是利用脂肪酸酯和氨基酸化合物在多元醇中合成N-脂肪酰氨基酸盐,其中包括脂肪酸单酯或甘油酸酯,在甘油和催化剂氧化钙和缓冲盐,体系在反应后期粘度变大,产物的硬化温度较高,反应不均匀,得到的产品其色泽也较差。
或者是利用各种油脂和氨基酸盐,在碱性金属氧化物和4A沸石为载体组成催化剂,在高温条件下反应,其中温度要求比较高160度,搅拌后期极为困难,得到的产品色泽较高,而且副产物比较多。
发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种反应条件温和,工艺简单,体系流动性好,副产物较少,产品色泽适合,易实现放大化生产的油脂酰氨基酸盐的制备方法。
技术方案如下:
一种油脂酰氨基酸盐的制备方法,包括以下步骤:
将甘油和碱催化剂混合,反应,制备混合物A;
向所述混合物A中加入单月桂酸酯、油脂和氨基酸盐,升温至90℃~138℃进行氨酯交换反应。
在其中一个实施例中,在所述制备混合物A的步骤中还包括除水的过程。
在其中一个实施例中,所述除水的方式为:通入惰性气体以及控制温度为50℃~80℃。
在其中一个实施例中,所述氨酯交换反应的温度为100℃~130℃,时间为3h~10h。
在其中一个较为优选的实施例中,所述氨酯交换反应的温度为105℃~110℃,所述反应的时间为6h~8h。
在其中一个实施例中,所述碱催化剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠和乙醇钾中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述碱催化剂和所述甘油的摩尔比为1:20~1:60。
在其中一个实施例中,所述单月桂酸酯和油脂中的酯基的摩尔总量与所述氨基酸盐中的-NH2的摩尔比为1:1~1:1.5。
在其中一个实施例中,所述单月桂酸酯选自丙二醇单月桂酸酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯和月桂酸异丙酯中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述油脂选自椰子油、棕榈油、油茶籽油、菜籽油、橄榄油和大豆油中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述氨基酸盐选自甘氨酸钠、丙氨酸钠、肌氨酸钠和牛磺酸钠中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述单月桂酸酯和油脂的摩尔比为1:1~1:2.5。
在其中一个实施例中,在所述氨酯交换反应之后,还包括稀释,酸化,再中和的纯化步骤。
在其中一个实施例中,在所述酸化的步骤中,采用的酸化剂选自盐酸、磷酸、硫酸、草酸或柠檬酸。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明提供的油脂酰氨基酸盐的制备方法,包括将甘油和碱催化剂混合得到混合物以及向该混合物中加入单月桂酸酯、油脂和氨基酸盐,升温反应的步骤。
在配方中加入甘油,既可以发挥分散剂的作用,改善了反应过程中搅拌不均匀,搅拌困难的问题;也可以与碱催化剂反应,分子间脱水,其生成物可促进后续氨酯交换反应的进行。而在配方中加入单月桂酸酯和油脂两种酯类物质与氨基酸盐反应,单月桂酸酯除了可参与反应之外,还可发挥渗透促进剂的作用,降低油脂和氨基酸盐进行氨酯交换的难度,在加快反应进程的同时,与碱催化剂相互配合,提升反应的转化率;以及在比较低的温度下,就可以使反应体系由非均相体系逐渐转化为均相体系,极大地改善了反应过程中搅拌不均匀,搅拌困难的问题,在反应后期体系转变为膏状,便于判断反应终点。
进一步地,采用碱金属的氢氧化物做催化剂,避免使用危险的金属氧化物,操作更加安全,同时也可避免后处理繁琐的问题,在反应完毕后,加入水溶解至澄清,再用酸化剂进行酸化,分离,可以除去体系中副产物,比如,甘油,醇和天然油脂非脂肪酸酯类物质,再经过中和,得到比较纯净的油脂酰基氨酸盐溶液。后处理步骤操作简单,绿色环保,也便于实现产业化,符合环保生产理念。
采用该方法制备油脂酰氨基酸盐,保留了油脂中的各种不饱和碳链成分,极大地提升了产品的泡沫性能。同时,由于反应温度较低,得到的产品色度较浅。
附图说明
图1为椰油酰甘氨酸钾对照品的液相色谱图;
图2为实施例1中椰油酰甘氨酸钾的液相色谱图;
图3为实施例1中椰油酰甘氨酸钾的质谱图;
图4为实施例1中辛酰甘氨酸钾的质谱图;
图5为实施例1中癸酸酰甘氨酸钾的质谱图;
图6为实施例1中月桂酰甘氨酸钾的质谱图;
图7为实施例1中肉豆蔻酰甘氨酸钾的质谱图;
图8为实施例1中棕榈酰甘氨酸钾的质谱图;
图9为实施例1中硬脂酰甘氨酸钾的质谱图;
图10为实施例3中油茶籽油甘氨酸钾的液相色谱图;
图11为实施例6中椰油酰甘氨酸钾的液相色谱图;
图12为实施例7中椰油酰甘氨酸钾的液相色谱图;
图13为对比例1中椰油酰甘氨酸钾的液相色谱图;
图14为对比例2中椰油酰甘氨酸钾的液相色谱图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
现有的利用脂肪酸酯和氨基酸化合物在制备油脂酰氨基酸盐的制备方法中,存在反应温度高,或体系搅拌不均匀,反应后期粘稠搅拌困难,或产品色泽很深,或后处理困难等问题,产品产业化难度大。
为了解决上述问题,本发明提供了一种反应温度不高,体系流动性好,副产物较少,产品色泽适合,可实现工业化生产的油脂酰氨基酸盐的制备方法。
技术方案如下:
一种油脂酰氨基酸盐的制备方法,包括以下步骤:
将甘油和碱催化剂混合,反应,制备混合物A;
向所述混合物A中加入单月桂酸酯、油脂和氨基酸盐,升温至90℃~138℃进行氨酯交换反应。
在配方中加入甘油,既可以发挥分散剂的作用,改善了反应过程中搅拌不均匀,搅拌困难的问题;也可以与碱催化剂反应,分子间脱水,其生成物可促进后续氨酯交换反应的进行。而在配方中加入单月桂酸酯和油脂两种酯类物质与氨基酸盐反应,单月桂酸酯除了可参与反应之外,还可发挥渗透促进剂的作用,降低油脂和氨基酸盐进行氨酯交换的难度,在加快反应进程的同时,与碱催化剂相互配合,提升反应的转化率;以及在比较低的温度(90℃~138℃)下,就可以使反应体系由非均相体系逐渐转化为均相体系,极大地改善了反应过程中搅拌不均匀,搅拌困难的问题,在反应后期体系慢慢变为膏状,便于判断反应终点。
此外,在本发明中,也可采用TLC薄层色谱进行辅助跟踪油脂和单月桂酸酯的反应情况,以便快速、有效、便捷地确定反应进展情况。
在其中一个实施例中,在所述氨酯交换反应之后,还包括稀释,酸化,再中和的纯化步骤。
优选地,在反应完毕后,直接加入水溶解至澄清,再用酸化剂进行酸化,分离,可以除去体系中的副产物,比如,甘油和醇和天然油脂非脂肪酸酯类物质,干燥,再加入碱溶液进行溶解、中和,便可得到纯度较高的油脂酰基氨酸盐。后处理步骤操作简单,绿色环保,符合环保生产理念。
反应原理如下:
(1)为氨酯交换步骤,(2)(3)为纯化步骤。
(2)其中R1为油脂或月桂酸酯中羧酸烷基部分;R2为油脂或月桂酸酯多元醇烷基部分;R3为不同氨基酸基团;M1,M2分别指碱性金属。
在其中一个较为优选的实施例中,在所述酸化的步骤中,采用的酸化剂选自盐酸、磷酸、硫酸、草酸或柠檬酸;优选为盐酸。
在其中一个较为优选的实施例中,在所述制备混合物A的步骤中还包括除水的过程。除去甘油和碱催化剂反应生成的水,有利于提高后续氨酯交换反应的转化率。
优选地,所述除水的方式为:通入惰性气体以及控制温度为50℃~80℃。
更优选地,所述除水的方式为:通入氮气以及控制温度为50℃~80℃。
本发明中氨酯交换反应的温度为90℃~138℃,在比较低的温度下,就可以使反应体系由非均相体系逐渐转化为均相体系,极大地改善了反应过程中搅拌不均匀,搅拌困难的问题,在反应后期体系慢慢变为膏状,便于判断反应终点。
可以理解,在本发明中所述氨酯交换反应的温度可设为但不限于设为90℃、95℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃、122℃、125℃、128℃、130℃、132℃、134℃、135℃和138℃。
在其中一个较为优选的实施例中,所述氨酯交换反应的温度为100℃~130℃,反应的时间为3h~10h。
在其中一个更为优选的实施例中,所述氨酯交换反应的温度为105℃~110℃,时间为6h~8h。
在其中一个实施例中,所述碱催化剂选自氢氧化钾选自氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠和乙醇钾中的至少一种。更为优选地,所述碱催化剂为氢氧化钾。
在其中一个实施例中,所述碱催化剂和甘油的摩尔比为1:20~1:60。可以理解,在本发明中,所述碱催化剂和甘油的摩尔比可设为但不限于设为1:20、1:30、1:22、1:25、1:28、1:30、1:30.5、1:31、1:33、1:35、1:36、1:38、1:40、1:42、1:45、1:50、1:55和1:60。
在其中一个实施例中,所述单月桂酸酯和油脂中的酯基的摩尔总量与所述氨基酸盐中的-NH2的摩尔比为1:1~1:1.5。在配方中加入单月桂酸酯和油脂两种酯类物质与氨基酸盐反应,单月桂酸酯除了可参与反应之外,还可发挥渗透促进剂的作用,降低油脂和氨基酸盐进行氨酯交换的难度,在加快反应进程的同时,也提升了反应的转化率;以及在比较低的温度下,就可以使反应体系由非均相体系逐渐转化为均相体系,极大地改善了反应过程中搅拌不均匀,搅拌困难的问题,在反应后期体系慢慢变为膏状,便于判断反应终点。
可以理解,在本发明中,所述单月桂酸酯和油脂中的酯基的摩尔总量与所述氨基酸盐中的-NH2的摩尔比可设为但不限于设为1:1、1:1.02、1:1.05、1:1.15、1:1.18、1:1.2、1:1.25、1:1.3、1:1.33、1:1.35、1:1.38、1:14、1:1.45和1:1.5。
在其中一个实施例中,所述单月桂酸酯和油脂的摩尔比为1:1~1:2.5。可以理解,在本发明中,所述单月桂酸酯和油脂的摩尔比可设为但不限于设为1:1、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.05、1:2.15、1:2.3、1:2.35、1:2.4、1:2.45和1:2.5。
在其中一个实施例中,所述油脂选自椰子油、棕榈油、油茶籽油、菜籽油、橄榄油和大豆油中的至少一种;优选为椰子油。
通常来说,若是只采用油茶籽油与氨基酸盐进行反应,反应活性较低,很难进行。而采用本发明所述的制备方法,配方中还加入了单月桂酸酯,单月桂酸酯可以发挥渗透促进剂的作用,降低油茶籽油和氨基酸盐进行氨酯交换的难度,同时也提升了反应的转化率。
在其中一个实施例中,所述单月桂酸酯选自丙二醇单月桂酸酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯和月桂酸异丙酯中的至少一种;优选为丙二醇单月桂酸酯。
在其中一个实施例中,所述氨基酸盐选自甘氨酸钠、丙氨酸钠、肌氨酸钠和牛磺酸钠中的至少一种;优选为甘氨酸钠。
在其中一个较为优选的实施例中,本发明所述的油脂酰氨基酸盐的制备方法,包括以下步骤:
在通氮气以及50℃~80℃的条件下,将一定量的甘油和碱催化剂(优选为氢氧化钾)混合,制备混合物A;
再向所述混合物A中加入一定量的单月桂酸酯、油脂和氨基酸盐,升温至90℃~138℃,反应3h~10h;
反应完毕后,加入水溶解至澄清,再用酸化剂进行酸化,过滤,就可以除去体系中的副产物,干燥,再加入碱溶液进行溶解、中和,便可得到纯度较高的油脂酰基氨酸盐。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明,如无特殊说明,所有原料均可来源于市售。
下述实施例和对比例中均按照《GBT3143-1982铂-钴色度的测定》的方法测定原液的色度。
下述实施例和对比例中浓度算法均为赛默飞水分测定仪MA35红外干燥法。
实施例1中的对照品来源为味之素GCK-12H,成分为椰油酰甘氨酸钾。
实施例1
本实施例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.8g和甘油90g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入丙二醇单月桂酸酯30.0g,椰子油150.0g以及甘氨酸钠79.24g,加热至100℃,反应4小时,TLC监测反应进程,当丙二醇单月桂酸酯和椰子油转化完毕,加入去离子水溶解得到澄清透明的椰油酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为3左右,过滤,50度真空干燥,得到白色固体椰油酰甘氨酸198.53g,转化率为95.42%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到36.04%浓度的椰油酰甘氨酸钾溶液,按照《GBT3143-1982铂-钴色度的测定》的方法测定原液色度,原液色度结果为70Hazen。
对本实施例得到的椰油酰甘氨酸钾进行分析。
(1)样品信息如下:
(2)仪器:赛默飞水分测定仪MA35、安捷伦HPLC-ELSD、赛默飞TSQ液相串联质谱仪。
(3)挥发成分测试结果:
直接取1g试样与赛默飞水分测定仪MA35上进行两次平行测试,结果如下:
(4)液相分析结果
前处理:取约0.1g样品,以一级水定容进行测试。液相测试结果如图1、2所示:
其中,图1为样品1的液相色谱图,图2为样品2的液相色谱图。
(5)定性结果分析
样品经LC-MSMS测试,谱图分别如图3~图9所示:
通过液相串联质谱谱图,样品1与样品2均可以提取出辛酰甘氨酸钾m/z[M-H+]=200(保留时间为1.1min),癸酸酰基甘氨酸钾m/z[M-H+]=228(保留时间为4.4min),月桂酰甘氨酸钾m/z[M-H+]=256(保留时间为5.5min),肉豆蔻酰甘氨酸钾m/z[M-H+]=284(保留时间为7.00min),棕榈酰甘氨酸钾m/z[M-H+]=312(保留时间为10.0min),硬脂酰甘氨酸钾m/z[M-H+]=340(保留时间为16.36min)
综合液相谱图与质谱谱图可知,随着碳链长度的增加(C8<C10<C12<C14<C16<C18),与色谱填料的相互作用时间越长,导致在C18柱上的保留时间越长。因此液相中的出峰顺序为辛酰甘氨酸钾,癸酸酰基甘氨酸钾,月桂酰甘氨酸钾,肉豆蔻酰甘氨酸钾,棕榈酰甘氨酸钾,硬脂酰甘氨酸钾。
实施例2
本实施例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.8g和甘油90g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入丙二醇单月桂酸酯30.0g,棕榈油150.0g以及甘氨酸钠63.52g,加热至100℃,反应4小时,TLC监测反应进程,当丙二醇单月桂酸酯和棕榈油转化完毕,加入去离子水溶解得到澄清透明的棕榈油酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为4左右,过滤,50度真空干燥,得到浅黄色固体棕榈油酰甘氨酸210.90g,收率为94.79%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到35.87%浓度的棕榈酰甘氨酸钾,原液色度为120Hazen。
实施例3
本实施例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.5g和甘油75g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入丙二醇单月桂酸酯30.0g,油茶籽油120.0g以及甘氨酸钠51.92g,加热至100℃,反应6小时,TLC监测反应进程,当丙二醇单月桂酸酯和油茶籽油转化完毕,加入去离子水溶解得到澄清透明的椰油酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为4左右,过滤,50度真空干燥,得到浅黄色固体油茶籽油酰甘氨酸160.86g,收率为86.38%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到29.54%浓度的油茶籽油酰甘氨酸钾,原液为粘稠状澄清态,色度为130Hazen。
图10为实施例3中油茶籽油酰甘氨酸钾的液相色谱图;
实施例4
本实施例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.8g和甘油90g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入丙二醇单月桂酸酯30g,椰子油150g以及肌氨酸钠93.34g,加热至100℃,反应5小时,TLC监测反应进程,当丙二醇单月桂酸酯和椰子油转化完毕,加入去离子水溶解得到澄清透明的椰油酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为4左右,过滤,干燥,得到白色固体椰油酰肌氨酸210.35,收率为94.97%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到33.42%浓度的椰油酰肌氨酸钾溶液,原液色度为100Hazen。
实施例5
本实施例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.8g和甘油90g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入丙二醇单月桂酸酯30g,椰子油150g以及牛磺酸钠135.45g,加热至120℃,反应5小时,TLC监测反应进程,当丙二醇单月桂酸酯和椰子油转化完毕,加入去离子水溶解得到澄清透明的、40.43%浓度的椰油酰牛磺酸钠(由于椰油酰基牛磺酸的水溶性比较好,调酸无法析出,因此无法得到确切的转化率),原液色度为150Hazen。
实施例6
本实施例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.8g和甘油90g,加热至80度溶解,澄清,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入丙二醇单月桂酸酯30g,椰子油150g以及甘氨酸钠79.24g,加热至100℃,反应4小时,TLC监测反应进程,还有椰子油还有部分残留,提高加热至120℃,反应2小时,丙二醇单月桂酸酯和椰子油转化完毕,加入去离子水溶解得到澄清透明的椰油酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为3左右,过滤,50度真空干燥,得到白色固体椰油酰甘氨酸145.67g,收率为70.01%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到34.35%浓度的椰油酰甘氨酸钾溶液,原液色度为120Hazen。
图11为实施例6中椰油酰甘氨酸钾的液相色谱图。
实施例7
本实施例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.6g和甘油77.5g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入丙二醇单月桂酸酯55g,椰子油100g以及甘氨酸钠66.76g,加热至110℃,反应5小时,TLC监测反应进程,当丙二醇单月桂酸酯转化完毕,加入去离子水溶解得到澄清透明的月桂酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为3左右,过滤,50度真空干燥,得到白色固体椰油酰甘氨酸147.3g,收率为84.87%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到31.84%浓度的椰油酰甘氨酸钾溶液,原液色度为100Hazen。
图12为实施例7中椰油酰甘氨酸钾的液相色谱图。
实施例8
本实施例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.8g和甘油90g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入月桂酸甲酯25g,椰子油150g以及甘氨酸钠79.29g,加热至100℃,反应4小时,TLC监测反应进程,月桂酸甲酯和椰子油还有残留,提高加热至120℃,反应2小时转化,椰子油有少些残留,停止反应,加入去离子水溶解得到微浑的椰油酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为3左右,过滤,50度真空干燥,得到白色固体椰油酰甘氨酸184.67g,收率为88.70%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到34.48%浓度的椰油酰甘氨酸钾溶液,原液色度为120Hazen。
实施例9
本实施例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.8g和甘油90g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入月桂酸异丙酯28g,椰子油150g以及甘氨酸钠79.18g,加热至120℃,反应5小时转化,TLC监测反应进程,椰子油有少些残留,停止反应,加入去离子水溶解得到微浑的椰油酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为3左右,过滤,50度真空干燥,得到白色固体椰油酰甘氨酸179.32g,收率为86.25%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到31.41%浓度的椰油酰甘氨酸钾溶液,原液色度为140Hazen。
对比例1
本对比例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.8g和甘油90g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入椰子油175.15g以及甘氨酸钠79.24g,加热至100℃,反应5小时,TLC监测反应进程,还有椰子油残留,继续加热至130℃,反应3小时,TLC监测反应进程,椰子油反应完毕。加入去离子水溶解得到澄清透明的椰油酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为3左右,过滤,50度真空干燥,得到浅褐色固体椰油酰甘氨酸124.64g,收率为59.91%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到32.06%浓度的椰油酰甘氨酸钾溶液,原液色度为150Hazen。
图13为对比例1中椰油酰甘氨酸钾的液相色谱图。
对比例2
本对比例提供一种油脂酰氨基酸盐的制备方法和由该方法制备得到的油脂酰氨基酸盐。
在1000mL的四口玻璃瓶中分别加入氢氧化钾1.8g和PEG-400 90g,加热至80度溶解,澄清,加热过程中氮气除水半个小时,得到混合物A;
随后向混合物A中依次加入丙二醇单月桂酸酯30g,椰子油150g以及甘氨酸钠79.24g,加热至100℃,反应3小时,体系浑浊,TLC监测反应进程,发现还有较多的丙二醇单月桂酸酯和椰子油未反应,升高温度至130度,反应4小时,体系呈深棕色,当丙二醇单月桂酸酯和椰子油少许残留,加入去离子水溶解得到棕色椰油酰甘氨酸钠溶液,再加入盐酸调节pH值为3左右,过滤,干燥,得到黄棕色固体椰油酰甘氨酸133.37g,收率为64.10%,再用氢氧化钾溶液溶解,得到32.15%浓度的椰油酰甘氨酸钾溶液,原液色度为180Hazen。
图14为对比例2中椰油酰甘氨酸钾的液相色谱图。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种油脂酰氨基酸盐的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将甘油和碱催化剂混合,反应,制备混合物A;
向所述混合物A中加入单月桂酸酯、油脂和氨基酸盐,升温至90℃~138℃进行氨酯交换反应;所述氨酯交换反应的反应式为:
其中,R1为油脂或月桂酸酯中羧酸烷基部分;R2为油脂或月桂酸酯多元醇烷基部分;R3为不同氨基酸基团;M1分别指碱性金属;
在所述制备混合物A的步骤中还包括除水的过程;
所述单月桂酸酯选自丙二醇单月桂酸酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯和月桂酸异丙酯中的至少一种;
所述油脂选自椰子油、棕榈油、油茶籽油、菜籽油、橄榄油和大豆油中的至少一种;
所述碱催化剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠和乙醇钾中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的油脂酰氨基酸盐的制备方法,其特征在于,所述除水的方式为:通入惰性气体以及控制温度为50℃~80℃。
3.根据权利要求1所述的油脂酰氨基酸盐的制备方法,其特征在于,所述氨酯交换反应的温度为100℃~130℃,时间为3h~10h。
4.根据权利要求1~3任一项所述的油脂酰氨基酸盐的制备方法,其特征在于,所述单月桂酸酯和油脂中的酯基的摩尔总量与所述氨基酸盐中的-NH2的摩尔比为1:1~1:1.5。
5.根据权利要求4所述的油脂酰氨基酸盐的制备方法,其特征在于,所述单月桂酸酯和油脂的摩尔比为1:1~1:2.5。
6.根据权利要求4所述的油脂酰氨基酸盐的制备方法,其特征在于,所述氨基酸盐选自甘氨酸钠、丙氨酸钠、肌氨酸钠和牛磺酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1~3任一项所述的油脂酰氨基酸盐的制备方法,其特征在于,所述碱催化剂和所述甘油的摩尔比为1:20~1:60。
8.根据权利要求1~3任一项所述的油脂酰氨基酸盐的制备方法,其特征在于,在所述氨酯交换反应之后,还包括稀释,酸化,再中和的纯化步骤。
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