一種非離子表面活性劑及制造方法技術

一種非離子表面活性劑及制造方法，涉及到N-長鏈酰酸性氨基酸的二脂肪醇酯及其制造方法。摩爾比為1∶2～1∶3的N-長鏈酰谷氨酸與脂肪醇，在催化劑及溶劑存在下進行酯化反應。在達到共沸液共沸溫度時，反應生成的水將溶劑排出反應設備；再用減壓方法繼續將溶劑進一步排出反應設備；進一步向反應設備內注水，再次進行共沸蒸餾，進一步排出溶劑；除盡溶劑后將水蒸發到干即可獲得N-長鏈酰谷氨酸二脂肪醇酯。該項新產品不僅具有很好的洗凈劑、濕潤性殺菌作用，對皮膚的作用十分溫和；而且溶解性及乳化性均有所提高，保濕性和潤膚性也大大增強；產品中沒有絲毫的難聞的溶劑氣味。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及到非離子表面活性劑及制造方法，特別涉及到N—長鏈酰酸性氨基酸的二脂肪醇酯及其制造方法。
技術介紹
在本專利技術提出之前，非離子表面活性劑在數量上僅次于陰離子表面活性劑，是一類大量使用的重要品種。由于非離子表面活性劑具有在水中不電離的特點，決定了它在某些方面較離子型表面活性劑優越，如在水中和有機溶劑中都有較好的溶解性，在溶液中穩定性高，不易受強電解質無機鹽和酸、堿的影響。由于它與其他類型表面活性劑相容性好，所以常可以很好地混合復配使用。非離子表面活性劑有良好的耐硬水能力，有低起泡性的特點，因此適合作特殊洗滌劑。由于它具有分散、乳化、泡沫、潤濕、增溶多種性能，因此在很多領域中都有重要用途。 多元醇型非離子表面活性劑是乙二醇、甘油、季戊四醇、失水山梨醇和蔗糖等含有多個羥基的有機物與高級脂肪酸形成的酯。其分子中的親水基是羥基，由于羥基親水性弱所以多做乳化劑使用。這類產物來源于天然產品，具有易生物降解、低毒性的特點，因此多用于醫藥等部門，其中應用較多的是失水山梨醇酯。但由于大部份這類產品都是油溶性的，僅有蔗糖脂肪酯的一部分才具有水溶性，用途因此而受到制約。 N—長鏈酰酸性氨基酸的多元醇酯類的非離子表面活性劑不僅保留了N—長鏈酰酸性氨基酸的良好的洗凈力，濕潤性及殺菌作用，對皮膚的作用十分溫和，而且具有良好的生物降解性，同時也改善了N—長鏈酰酸性氨基酸乳化的能力不夠的缺點，常常被用作為洗凈劑、分散劑、抗菌劑等。但其制造方法比較困難，不僅難以結晶化，而且也難以從制品中析出。 日本專利(特開昭56-133396，即jp81-133396)提出了具有8～22個碳原子數的酰基的N—長鏈酰酸性氨基酸的多元醇酯的制造方法。可以采用無溶劑加熱熔融縮合酯化的方法，以至少2摩爾，更好為3～8摩爾多元醇與1摩爾的N—長鏈酰酸性氨基酸，在110℃更好為120～200℃溫度下加熱數小時；反應在常壓或氮氣流下進行，將反應物溶于食鹽水并以丁醇抽提精制。也可以交換方法，將N—長鏈酰酸性氨基酸的二元低級醇酯與多元醇溶解在二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等溶劑中，并加入碳酸鉀等催化劑，在減壓下于50～200℃加熱反應，蒸去反應溶劑即可得到目的物；或以苛性鈉為催化劑，在加熱熔融N—長鏈酰酸性氨基酸的二元低級醇酯與多元醇后，在150～250℃進行酯交換反應。 在上述的方法中，反應溫度在120～200℃下進行，甚至高達150～250℃，條件比較苛刻；反應物處于如此高溫條件下反應若干小時，產物的顏色變深，以至產品在配方中的應用受到很大限制。即使在氮氣流下進行反應，也不能完全改善顏色變深的狀況；還必須增加制氮設備，勢必增加設備投資或增加設備負荷。此外，方法中要加入二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等溶劑，并加入苛性鈉、碳酸鉀等催化劑。要想獲得質量好的產品，就必須通過精細的若干抽提精制過程。文獻中所述的生產方法顯得較為繁瑣，過程條件也比較苛刻，也會影響成品的得率。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術中的不足，提出。使非離子表面活性劑具有更好的表面活性性能，提高其溶解性及乳化性，增加其保濕性和潤膚性。而且制造方法簡便，反應條件不苛刻，也不需要增加設備投資。 本專利技術是通過以下的技術措施來實現的。一種非離子表面活性劑，以下述通式所表達的N—長鏈酰谷氨酸二脂肪醇酯， 式中，RCO為C8～C18的飽和或不飽和的脂肪酰基，R’為C8～C18的烷基。 所述的優選的C8～C18的脂肪酰基是月桂酰基、棕櫚酰基及硬脂酰基。 所述的優選的C8～C18的脂肪酰基是月桂酰基。 所述的優選的C8～C18的烷基是十二烷基、十六烷基和十八烷基。 所述的優選的C8～C18的烷基是十八烷基。 一種非離子表面活性劑的制造方法，以通式 (內中RCO為C8～C18的飽和或不飽和的脂肪酰基) 所表示的N—長鏈酰谷氨酸 與通式 R′—OH (II) (內中R′為C8～C18的烷基) 所表示的脂肪醇發生反應而獲得通式為 的N—長鏈酰谷氨酸二脂肪醇酯。 其方法在于 (1)在帶有攪拌器，分水器的反應設備中加入N—長鏈酰谷氨酸、脂肪醇、催化劑及溶劑，邊攪拌邊加熱使之發生酯化反應； (2)在達到共沸液共沸溫度時，反應生成的水將溶劑排出反應設備； (3)用減壓方法將溶劑進一步排出反應設備； (4)向反應設備內注水，再次進行共沸蒸餾； (5)除盡溶劑后將水蒸發到干； 在此，以(1)～(5)來表示這些反應步驟的先后次序。 所述的N—長鏈酰谷氨酸與脂肪醇的摩爾比為1∶2～1∶3，優選的摩爾比為1∶2.4～1∶2.8。 所述的催化劑是亞磷酸，或硫酸，優選的催化劑是亞磷酸。 所述的溶劑是甲苯，或二甲苯，優選的溶劑是甲苯，優選的溶劑用量是N—長鏈酰谷氨酸與脂肪醇的總重量的1.3～1.5倍。 所述的向反應設備內注水的水量是N—長鏈酰谷氨酸重量的0.5～1.5倍。 本專利技術中，原料的摩爾比為N—長鏈酰谷氨酸與脂肪醇的摩爾比為1∶2～1∶3，優選的摩爾比為1∶2.4～1∶2.8。當該比例少于1∶2時，則成品中有N—長鏈酰谷氨酸；而多于1∶3.0則成品中有多量的脂肪醇殘留，這些不僅會使成品的酸值和皂化值等發生不合理的改變，更影響成品的表面活性特性。 在本專利技術中，當酯化反應行將結束時，反應溫度達到共沸液的共沸溫度，利用反應生成的水將溶劑排出反應設備，使酯化反應進行完全。水帶盡后減壓除去溶劑；再向反應設備內注水，再次進行共沸蒸餾；除盡溶劑后將水蒸發到干即可獲得N—長鏈酰谷氨酸二脂肪醇酯產品。為除去反應產物中的溶劑，向反應設備中(即向反應產物中)注水，水量并無特別的限制，通常為N—長鏈酰谷氨酸重量的0.5～1.5倍。少于0.5倍不易將溶劑帶盡，超過1倍則會增加設備、能源和時間的負荷。 在本專利技術中，N—長鏈酰谷氨酸和脂肪醇可以從市場上采購而得。也可以利用L-谷氨酸和N—長鏈酰氯進行酰化反應而自行制得(見具體實施方式一節中的參考例)。 在本專利技術中，采用酸值、皂化值、熔點和粘度來評判其主要成分和殘留成分的量來確定反應產品的質量優劣。 酸值是指中和1克試樣中的游離酸所需消耗氫氧化鉀的毫克數。酸值的大小反映了試樣中游離酸含量的多少。 皂化值表示在規定條件下，中和并皂化1克物質所消耗的氫氧化鉀毫克數。皂化值表示了產物的酯化程度，結合酸值，也可用來判明產物酯的純度。皂化值高且酸值低，表明酯化程度高，游離的未反應酸少，產物純度高。 本專利技術所述的產品粘度，是將試樣制成2％濃度的水溶液在20℃溫度條件下，用布魯克菲爾德(Brookfield)RVT粘度計進行測定。 本專利技術采用上述技術措施后，利用反應溫度較低以及較徹底除去溶劑的制造方法獲得新產品N—長鏈酰谷氨酸二脂肪醇酯，尤其是N—長鏈酰谷氨酸二月桂醇酯，N—長鏈酰谷氨酸二硬脂醇酯，不僅具有良好的洗凈力，濕潤性及殺菌作用，對皮膚的作用十分溫和；而且溶解性及乳化性均有所提高，保濕性和潤膚性也大大增強；產品中沒有絲毫的難聞的溶劑氣味。又由于反應條件不苛刻，制造方法簡便，不需要增加設備投資，生產的經濟性有較大的改善。 具體實施例方式 下面結合實施例對本專利技術作進一步說明。 實施例1 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非離子表面活性劑，其特征在于：以下述通式所表達的Ｎ－長鏈酰谷氨酸二脂肪醇酯，ＲＣＯＮＨ－＊ＨＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＯＯＲ′式中，ＲＣＯ為Ｃ８～Ｃ１８的飽和或不飽和的脂肪酰基，Ｒ′為Ｃ８～Ｃ１８的烷基。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：浦惠明，惠安健，陸軍，
申請(專利權)人：蘇州元素集化學工業有限公司，
類型：發明
國別省市：32