【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氨基酸表面活性剂，特别涉及一种n,o-双酰基羟基氨基酸表面活性剂及其制备方法，属于化工合成。
技术介绍
1、表面活性剂是一类能显著降低溶液表面张力和液-气、液-液或液-固界面张力的活性材料，可起到乳化、分散、增溶、起泡、清洗、润滑和柔软等作用，其作为一种重要的精细化工品，广泛应用于国民经济发展的各行各业，被喻为“工业味精”。随着社会的发展，人们对环境保护和健康安全越来越重视，对表面活性剂的发展提出了低碳环保、绿色安全和可持续发展的高要求，因此以天然可再生资源替代化石资源为原料制备绿色表面活性剂代表着新一代表面活性剂的发展方向。氨基酸表面活性剂是其中一类典型的绿色表面活性剂代表，不仅表面活性优良，而且具有温和低刺激、亲肤性好、抗菌性强、安全性高、易生物降解和生物相容性好等优点，广泛应用于化妆品、洗面奶、洗发水、沐浴露、牙膏等生活日用品。目前常见的产品主要是以谷氨酸、甘氨酸、肌氨酸、丙氨酸和甲基牛磺酸等五种氨基酸为基础的n-脂肪酰基氨基酸表面活性剂，然而n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂鲜有报道。
2、对于n-脂肪酰基氨基酸表面活性剂的合成，工业上通常采用肖顿-鲍曼(schotten-baumann)缩合法，以脂肪酰氯和氨基酸为原料，在碱性水溶液或者有机溶剂/碱水混合溶液中发生缩合反应而制备。然而，以羟基氨基酸为原料，采用肖顿-鲍曼缩合法直接合成n,o-双酰基羟基氨基酸表面活性剂会存在一些问题，如o-酰化反应的酰化率不高导致产品纯度低；产品中残留脂肪酸盐含量偏高；反应所需温度偏高导致产品色泽不佳。出
技术实现思路
1、针对现有技术，本专利技术的第一个目的是在于提供一种n,o-双酰基羟基氨基酸表面活性剂，相比于常用的n-酰基羟基氨基酸表面活性剂，该类表面活性剂具有更强的乳化能力和易增稠性性能。
2、本专利技术的第二个目的是在于提供一种n,o-双酰基羟基氨基酸表面活性剂的合成方法，该方法采用分步合成策略，将羟基氨基酸与长链脂肪酰氯在不同条件下依次发生n-酰基化反应和o-酰基化反应，大幅提高了酰基化效率，具有产物收率高、分离纯化简单和纯度高等优点，满足工业化生产要求。
3、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂，其具有以下结构式：
4、
5、其中，
6、r1为氢、c1～c12的烷基或c6～c12的芳基；
7、r2和r3独立选自c7～c17的脂肪烃基；
8、m为氢离子、钾离子、钠离子或tea离子。
9、本专利技术的n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂中r1为羟基氨基酸中引入的基团，其可以选自氢或者是常规的烷基或芳基，烷基可以选自c1～c12的烷基，烷基可以选自直链烷基，当碳原子数大于或等于3时，烷基可以选自带支链的烷基或环烷基，具体例如甲基、乙基、异丙基、环己基或己基。芳基可以选自c6～c12，主要为苯基或由苯基衍生的基团，比如取代苯基，取代苯基为苯环上包含短链烷基、烷氧基等常规取代基团，具体例如对甲苯基或对乙苯基。r2和r3是酯化反应或酰胺化反应过程由酰氯引入的取代基团，其主要为c7～c17的长链脂肪烃基，具体例如选自正庚基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十三烷基或正十五烷基。
10、本专利技术的n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂具有特殊的分子结构，其两端包含长链疏水基团，而中间段包含亲水基团，很容易在水相中自组装形成胶束，比如在水相体系中，亲水基团与水发生偶合，而疏水基团之间缔合形成胶束，形成胶束的末端基通过不同疏水端吸附在不同胶束粒子上，并相互链接缠绕形成增稠现象，从而表现出更强的乳化能力和增稠性能。
11、本专利技术还提供了一种n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
12、1)将羟基氨基酸及有机助溶剂溶于碱性水溶液形成羟基脯氨酸盐溶液，在羟基氨酸盐溶液中同时滴加c8～c18的脂肪酰氯和强碱溶液进行n-酰基化反应，待n-酰基化反应完成，将反应液进行酸化处理后，静置分层，上层有机相倒入酸性水溶液中，析出n-脂肪酰羟基氨酸粗产物；
13、2)将n-脂肪酰羟基氨酸粗产物粗产物溶于酸性有机溶液中，再加入c8～c18的脂肪酰氯进行o-酰基化反应，待o-酰基化反应完成，将反应液倒入酸性水溶液中，析出n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂粗产物；
14、所述羟基氨基酸具有以下结构式：
15、
16、其中，
17、r1为氢、c1～c12的烷基或c6～c12的芳基。
18、作为一个优选的方案，所述羟基氨基酸为苏氨酸、苏氨酸盐、丝氨酸或丝氨酸盐。
19、作为一个优选的方案，所述有机助溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环中至少一种。优选的有机助溶剂为亲水性的极性有机溶剂，考虑到长链脂肪酰氯不溶于水，而亲水性的有机溶剂引入可以起到增溶作用，有利于促进脂肪酰氯与羟基氨基酸的酰化反应。
20、作为一个优选的方案，所述有机助溶剂用量为碱性水溶液体积的0.4～0.6倍。
21、作为一个优选的方案，所述强碱溶液为质量百分比浓度在5～50％范围内的氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液。碱性水溶液主要是将羟基氨基酸转化成相应的盐，提高其在水中的溶解度。
22、作为一个优选的方案，所述强碱溶液的滴加速率以控制n-酰基化反应过程中体系ph为9～11。强碱溶液主要中和缩合反应产生的盐酸，稳定反应的ph，如果反应的ph过高增加脂肪酰氯的水解反应。
23、作为一个优选的方案，所述n-酰基化反应的反应条件为：反应温度为0～30℃，反应时间为30min～2h，所述羟基氨基酸与c8～c18的脂肪酰氯的摩尔比为1:0.8～1.5。
24、作为一个优选的方案，所述酸化处理的温度为30～60℃。所述酸化处理是将n-脂肪酰基羟基氨基酸盐转化成相应的酸，降低其溶解度，使得溶液体系更容易分层。
25、作为一个优选的方案，所述酸性有机溶液中包含磷酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、三氟化硼乙醚、氯化氢中至少一种酸催化剂。所述酸性有机溶液中包含乙腈、三氟乙酸、二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃、丙酮中至少一种有机溶剂。需要说明的是三氟乙酸既作为酸催化剂又作为溶剂使用。
26、作为一个优选的方案，所述o-酰基化反应的条件为：反应温度为30～80℃，反应时间为2～12h，n-脂肪酰羟基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂，其特征在于：具有以下结构式：
2.根据权利要求1所述的一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂，其特征在于：
3.权利要求1或2所述的一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述强碱溶液为质量百分比浓度在5～50％范围内的氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液。
6.根据权利要求1或5所述的一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述强碱溶液的滴加速率以控制N-酰基化反应过程中体系pH为9～11。
7.根据权利要求3、4或5所述的一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述N-酰基化反应的反应条件为：反应温度为0～30℃，反应时间为30min～2h，所述羟基氨基酸与C8～C18的脂肪酰氯的摩尔比为1:
8.根据权利要求3所述的一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述酸化处理的温度为30～60℃。
9.根据权利要求3所述的一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述酸性有机溶液中包含磷酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、三氟化硼乙醚、氯化氢中至少一种酸催化剂。
10.根据权利要求1所述的一种N,O-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述O-酰基化反应的条件为：反应温度为30～80℃，反应时间为2～12h，N-脂肪酰羟基氨酸与C8～C18的脂肪酰氯的摩尔比为1:1～2。
...【技术特征摘要】
1.一种n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂，其特征在于：具有以下结构式：
2.根据权利要求1所述的一种n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂，其特征在于：
3.权利要求1或2所述的一种n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述强碱溶液为质量百分比浓度在5～50％范围内的氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液。
6.根据权利要求1或5所述的一种n,o-双脂肪酰基羟基氨基酸表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述强碱溶液的滴加速率以控制n-酰基化反应过程中体系ph为9～11。
7.根据权利要求3、4或5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李今微，喻名强，朱际游，严耀龙，陈永，杨文，王晋萍，
申请(专利权)人：长沙普济生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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