專利名稱：一種低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的合成方法
技術領域：
本發(fā)明屬于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酰胺丙基羥磺甜菜堿的合成方法。
背景技術：
脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿簡稱羥磺甜菜堿，是一種環(huán)境友好型溫和兩性表面活性劑，具有良好的起泡性、穩(wěn)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。羥磺甜菜堿廣泛用于中高級香波、沐浴液中，是制備溫和嬰兒香波、嬰兒泡沫浴、嬰兒護膚產(chǎn)品的主要成分，洗滌、乳化、增稠、發(fā)泡，抗硬水等作用。在護發(fā)和護膚配方中是一種優(yōu)良的柔軟調(diào)理劑，還可用作洗滌劑、潤濕劑、增稠劑、抗靜電劑及殺菌劑等， 還可用作鉆井發(fā)泡劑，工業(yè)清洗劑等。由于脂肪酰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(xiàn)有的產(chǎn)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堿產(chǎn)品能夠適用于一般的洗滌日化產(chǎn)品，卻并不適用于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(wěn)定性，如隨溫度變化，時間變化產(chǎn)品狀態(tài)，粘稠性發(fā)生明顯變化。于是一些大型日化企業(yè)采用無鹽或低鹽配方來達到產(chǎn)品穩(wěn)定性，滿足用戶需求，這就要求日化原料，如甜菜堿產(chǎn)品在其他性能不發(fā)生改變的情況下，盡可能降低產(chǎn)品中的含鹽量，一般要求含鹽量小于1%，而目前市面上的甜菜堿產(chǎn)品并不能滿足此要求。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的合成方法，以滿足高端產(chǎn)品的需要。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下
一種低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的合成方法，其包括以下步驟
(1)制備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的制備將亞硫酸氫鈉，催化劑(亞硫酸鈉)，去離子水混和加入到反應器中，攪拌并加熱，將環(huán)氧氯丙烷以滴料方式加至亞硫酸氫鈉水溶液中，滴料完畢后繼續(xù)反應，反應完成后，冷卻重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體；
(2)季銨化反應將脂肪酰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)反應后處理上述季銨化反應完成后，加堿水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，然后調(diào)節(jié)PH至中性，將無機鹽過濾，隨后蒸去溶劑；再加水溶解產(chǎn)品，加熱通過共沸蒸餾去除殘余溶劑，最后得脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿水溶液。
本發(fā)明所的述制備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉步驟中，亞硫氫酸鈉與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1. 0 :1. 0 2. 0。本發(fā)明所述的制備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉步驟中，滴料時間控制在0. 5 2h，滴料完畢后反應時間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(fā)明所采用的催化劑為亞硫酸鈉，其用量占亞硫氫酸鈉質(zhì)量的0. 1 5%。本發(fā)明所述的季銨化反應步驟中，脂肪酰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(fā)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(fā)明后處理步驟中，共沸蒸餾去除殘余溶劑時，加熱溫度為90 99°C，共沸時間為1 2小時。優(yōu)選的，本發(fā)明所述脂肪酰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(fā)明后處理步驟中，加堿水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉時，水解時間為1 5小時，加堿量為脂肪酰胺丙基二甲基叔胺質(zhì)量的1 10%，所采用的堿為氫氧化鈉，氫氧化鉀，碳酸鈉，碳酸氫鈉中的一種。本發(fā)明所采用的有機溶劑為有機醇類溶劑，優(yōu)選的為甲醇，乙醇，異丙醇，叔丁醇中的一種。更為優(yōu)選的為乙醇。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的合成方法能夠?qū)a(chǎn)品中的無機鹽降至1%以下，在應用于日化產(chǎn)品中，能有效防止產(chǎn)品的狀態(tài)及粘稠性受溫度的影響，增強了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，滿足高端低鹽產(chǎn)品的需要。下面結合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。
具體實施例方式
本發(fā)明的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的合成方法，其包括以下步驟
(1)制備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的制備將亞硫酸氫鈉，催化劑(亞硫酸鈉)，去離子水混和加入到反應器中，攪拌并加熱，將環(huán)氧氯丙烷以滴料方式加至亞硫酸氫鈉水溶液中，滴料完畢后繼續(xù)反應，反應完成后，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(huán)氧氯丙烷摩爾比為1. 0 :1. 0 2. 0 ；滴料時間控制在0. 5 2h，滴料完畢后反應時間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；所采用的催化劑為亞硫酸鈉，其用量占亞硫氫酸鈉質(zhì)量的0. 1 5% ；
(2)季銨化反應將脂肪酰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，脂肪酰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)反應后處理上述季銨化反應完成后，加堿水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，然后調(diào)節(jié)PH至中性，將無機鹽過濾，隨后蒸去溶劑；再加水溶解產(chǎn)品，加熱通過共沸蒸餾去除殘余溶劑，最后得脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿水溶液；其中水解時間為1 5小時，加堿量為脂
4肪酰胺丙基二甲基叔胺質(zhì)量的1 10%，所采用的堿為氫氧化鈉，氫氧化鉀，碳酸鈉，碳酸氫鈉中的一種。以下是優(yōu)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(huán)氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢后反應2小時。減壓蒸掉部分水后，降至0°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體105g。將140g月桂酰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，于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(diào)PH至中性。將不溶于乙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出后，再加入去離水于 95°C共沸蒸餾一小時，將殘余的乙醇溶劑去除。然后加水將固含量調(diào)至35%，得到低鹽月桂酰胺丙基羥磺甜菜堿，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(huán)氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢后反應2小時。減壓蒸掉部分水后，降至10°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體114g。將140g月桂酰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，于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(diào)PH至中性。將不溶于乙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出后，再加入去離水于 99°C共沸蒸餾一小時，將殘余的乙醇溶劑去除。然后加水將固含量調(diào)至35%，得到低鹽月桂酰胺丙基羥磺甜菜堿，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(huán)氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢后反應2小時。減壓蒸掉部分水后，降至5°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體124g。將140g月桂酰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，于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(diào)PH至中性。將不溶于乙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出后，再加入去離水于 95°C共沸蒸餾一小時，將殘余的乙醇溶劑去除。然后加水將固含量調(diào)至35%，得到低鹽月桂酰胺丙基羥磺甜菜堿，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(huán)氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢后反應2小時。減壓蒸掉部分水后，降至8°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體122g。將140g椰油酰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，于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(diào)PH至中性。
將不溶于乙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出后，再加入去離水于 99°C共沸蒸餾一小時，將殘余的乙醇溶劑去除。然后加水將固含量調(diào)至35%，得到低鹽椰油酰胺丙基羥磺甜菜堿，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(huán)氧氯丙烷，滴料時間1小時，滴料完畢后反應2小時。減壓蒸掉部分水后，降至10°C重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體123g。將140g月桂酰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，于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(diào)PH至中性。將不溶于異丙醇溶劑的無機鹽過濾。加熱，將濾液中的溶劑蒸出后，再加入去離水于95°C共沸蒸餾一小時，將殘余的異丙醇溶劑去除。然后加水將固含量調(diào)至35%，得到低鹽月桂酰胺丙基羥磺甜菜堿，鹽含量0. 59%。上述實施例僅為本發(fā)明優(yōu)選的實施案例，不能以此來限定本發(fā)明所要求保護的范圍，本領域的技術人員在本發(fā)明的基礎上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明多要求保護的范圍。
權利要求
1.一種低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的合成方法，其特征在于其包括以下步驟(1)3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的制備將亞硫酸氫鈉，催化劑(亞硫酸鈉)，去離子水混和加入到反應器中，攪拌并加熱，將環(huán)氧氯丙烷以滴料方式加至亞硫酸氫鈉水溶液中，滴料完畢后繼續(xù)反應，反應完成后，冷卻重結晶，得到3-氯-2-羥基丙磺酸鈉晶體；(2)季銨化反應將脂肪酰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)反應后處理上述季銨化反應完成后，加堿水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，然后調(diào)節(jié)PH至中性，將無機鹽過濾，隨后蒸去溶劑；再加水溶解產(chǎn)品，加熱通過共沸蒸餾去除殘余溶劑，最后得脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿水溶液產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1所述的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的制備方法，其特征在于所述制備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉步驟中，亞硫氫酸鈉與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1. 0 :1. 0 2. 0。
3.根據(jù)權利要求2所述的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的制備方法，其特征在于所述制備3-氯-2-羥基丙磺酸鈉步驟中滴料時間控制在0. 5 2h，滴料完畢后反應時間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(jù)權利要求3任一項所述的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的制備方法，其特征在于所述催化劑為亞硫酸鈉，其用量占亞硫氫酸鈉質(zhì)量的0. 1 5%。
5.根據(jù)權利要求4任一項所述的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的制備方法，其特征在于所述季銨化反應步驟中，脂肪酰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(jù)權利要求5所述的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的制備方法，其特征在于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(jù)權利要求6所述的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的制備方法，其特征在于共沸蒸餾去除殘余溶劑時，加熱溫度為90 99°C。
8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的制備方法，其特征在于所述脂肪酰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(jù)權利要求1-7任一項所述的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的制備方法，其特征在于加堿水解過量3-氯-2-羥基丙磺酸鈉時，水解時間為1 5小時，加堿量為脂肪酰胺丙基二甲基叔胺質(zhì)量的1 10%，所采用的堿為氫氧化鈉，氫氧化鉀，碳酸鈉，碳酸氫鈉中的一種。
10.根據(jù)權利要求1-7所述的低鹽脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿的制備方法，其特征在于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(fā)明屬于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酰胺丙基羥磺甜菜堿的合成方法，其包括以下步驟1)3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的制備、2)季銨化反應、3)反應后處理等步驟，通過對工藝條件進行限定，制備出了含鹽量低于1%的脂肪酰胺丙基羥磺甜菜堿水溶液，應用于洗滌、化妝品配方時，可以有效防止產(chǎn)品狀態(tài)及粘稠性受溫度的影響，增強了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，滿足高端低鹽產(chǎn)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(yōu)先權日2011年10月28日
發(fā)明者余照權, 劉機靈, 張涌 申請人:廣州花語精細化工有限公司