２０１７年第２１期 第４４卷总第３５９期 广 东 化 工 ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ Ｎ．月桂酰肌氨酸钠的合成与性能研究 崔娟 ，魏春梅２，方银军 ，许虎君 （１．汀南人学化Ｆ 材料工 院，汀 厄锡２１４１２２；２．南京锐博科技有限公司， 苏南京２１００Ｉ９；３．浙 错字科技股份有限 公司，浙江机州Ｉ ３１００３０） 【摘要］本文基于肖顿一鲍曼缩合法路线，采用氢氧化钠做中和翘，乙醇－水作溶剂合成Ｎ一月桂酰肌氨酸钠。根据缩合反应的主要影确因索 设计正交试验，分析Ｎ一月挂酰肌氨酸钠的纯度，找到最佳反应条件。实验结果表明当ｎ（肌氨酸钠）：ｎ（月桂酰氯）＝１．４：１，反应３ ５ ｈ，Ｖ（乙醇）： Ｖ（水）＝２：１时产品的纯度最高，脂肪酸钠含量最低。 一 【关键词】Ｎ－月桂酰肌氨酸钠；乙醇；缩合反应 【中图分类号］ＴＱ 【文献标识码］Ａ （文章编号】ｌｏ０７—１８６５（２０１７）２１－００１３－０３ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｏｄｉｕｍ Ｎ—ｌａｕｒｏｙｌ Ｓａｒｃｏｓｉｎａｔｅ Ｃｕｉ Ｊｕａｎ ，Ｗｅｉ Ｃｈｕｎｍｅｉ！，Ｆａｎｇ Ｙｉｎｊｕｎ ，Ｘｕ Ｈｕｊｕｎ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｗｕｘｉ ２１４１２２：２．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｒｕｉｂｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００Ｉ９ ３．Ｚｈｅｊｉａｎｇ ＺａｎＹｕ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．．Ｌｔｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３ １ ００３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｄｉｕｍ Ｎ—ｌａｕｒｏｙｌ ｓａｒｃｏｓｉｎａｔｅ ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｉｎ ｅｔｈａｎｏｌ／ｗａｔｅｒ ｍｉｘｅｄ ｓｏｌｖｅｎｔ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｗａｓ ａｓ ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｃｈｏｔｔｅｎ—Ｂａｕｍａｎｎ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｌ ｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｌｈｃｔｏｒｓ ｏｆ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｏ ａｎａｌｙｓｅ ｔｈｅ ｐｕｒｉｔｙ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ Ｎ—ｌａｕｒｏｙｌ ｓａｒｃｏｓｉｎａｔｅ ａｎｄ ａｃｈｉｅ￣ ｅ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｎ（ｓｏｄｉｕｍ ｓａｒｃｏｓｉｎｅ）：ｎ【Ｄｏｄｅｃａｎｏｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）ｉｓ ｌ ４：１，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｉｓ ３ ５ ｈ，Ｖ（ｅｔｈａｎｏ１）：Ｖ（ｗａｔｅｒ）ｉｓ ２：１ ｔｈｅｐｕｒｉｔｙ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ Ｎ—ｌａｕｒｏｙｌ ｓａｒｃｏｓｉｎａｔｅ ｉｓ ｈｉｇｈｅｓｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｔｔｙ ａｃｉｄ ｓａｌｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ｌｏｗｅｓｔ Ｋｅ？ｍ＇ｏｒｄｓ：Ｓｏｄｉｕｍ Ｎ—Ｌａｕｒｏｙｌ Ｓａｒｃｏｓｉｎａｔｅ：ｅｔｈａｎｏｈ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｑ 。 一 ，Ｎ一月柞酰肌氰酸钠（Ｌｓ）是一种性能优越的氮 酸型阴离了表 面活性刺，具有洗涤、分敞、乳化、渗透、增溶等特性；其润湿 性优ｊ：脂肪醇聚氰乙烯醚（ＡＥ）：具ｌ仃抗荫杀闲性干¨抗蚀；抗静电 能力；配伍件好，能 阳离ｒ表 活性剂形成透＿ＪＪ］溶液， 产生 对抗性沉淀，Ｈ．保留了 离 丧面活性剂的特性【，Ｉ：此外，Ｎ一月 桂酰肌氦酸钠其仃低毒、低剃激性和生物降解性好等特点［ 。氨 基酸系列表面活性制 日 化１二产：品ｒｆｌ表现…良好的洗涤力，发 泡性能，能产牛丰寓Ｈ稳定的泡沫． 订Ｊ支肤类汕状物质存在时 也小易消泡，对硬水稳定，温币¨ 刺激性极小，叮Ｉ１】于多种日用 化工产品中。因而Ｎ一月桂酰肌鲺酸钠被广泛）￣Ｚｆｌｊ ｊ 洗涤剂、化妆 品、食品饮料、石油开采、金属枷］－、矿物浮选、，｝ｉ物医药等多 个行业『｝１【３Ｉ。 目前，囤外已大量生产Ｎ一酰培叭氰酸钠产品许广泛应用，较 有影响力的产品彳丁美吲的Ｈａｍｐｏｓｙｌ、德 的Ｍｅｄｉａｌａｎ、日本的 Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ等。Ｎ一月挂酰肌氨酸钠产品 内也已有生产商，主 要有广州＿尺赐高新材料股份＿仃限公司，』 ｌ 凡化ｌ＿Ｌ有限公司， 南京中狮化学品有 公司等，产乩彳丁３０％、４０％水剂及９５％粉 体等不同剂型ｌ 。由ｆ Ｎ一川桂酰肌氨酸钠产品，｛ｉ产工艺相对复杂， 生产成本较商，造成后划产品价格也较高，使其应用领域受到一 定影响，因此，对其合成『［岂的研究 仃 慢意义【 。 在传统仃机溶刺一水混合卡¨滴加脂肪酰氯和氢氧化钠溶液法 中，仃机溶剂人多采Ｊ｛］内酬，小文采ｆｆ】乙醇代替丙酮ｆ ，以乙醇一 水混合相滴加脂肪酰氯和氯氧化钠溶液，严ｆ｝｝控制其他的反应条 件【－，－，先瞍汁单因素实验，然后选取＿天键闪粜，设计正交试验， 得到最伴反应条什 Ｈ ，一 № 盍｜ ＼ｃ一 ∞１实验部分 １．１反应原婵 （１）酰化 ｃ１ ｌＨ１３ＣＯＯＨ ＳＯＣＩ２ （２）缩合 ０ ｆｆ ＣＩ】Ｈ２３Ｃ——Ｃ （３１酸化 （４）成盐 １．２主要原料及试剂 ｌ＿３．１酰化反应 肌氨酸钠水溶液，活性物含量４０％，苏州南路生物科技有限 公司；月桂酸，ＣＰ级，困约集团化学试剂柯限公司，氯化亚砜、 无水乙醇、氢氧化钠、盐酸、石油醚、无水硫酸钠、氢氧化钠均 为ＡＲ级，困药集团化学试剂有限公司。 ｌ＿３实验步骤 【收稿日期】２０１ ７－１０—１８ ［ｆｆ耆简介】 槎娟（１９９３－１．女，江｜）ｊ：人，硕Ｉ 研究 称取‘定量的月桂酸十＝！口烧瓶中，滴加氯化亚砜，控制滴 加时 在ｌ一２ ｈ， ６２—６４℃下滴加并保温搅拌，反应５ ｈ，实验 结束后，进行减压蒸馏，蒸｝ｎ过量氯化亚矾，得淡黄色刺激性气 味液体，再减压蒸馏纯化，得无色透明刺激性气味液体。将所得 的月桂酰氯必须阴凉，密封保存．以供下一步的合成所用。 主要研究方向为表面活性剂的合成与应用ｃ 广１４ 东化工 ２０１７年第２１期 第４４卷总第３５９期 ９３ ＷＷＷ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ １．３．２缩合反应 在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶中，加入一定 萤的肌氨酸钠水溶液，适量的乙醇一水的混合溶剂，在搅拌下同时 滴加月桂酰氯和２０％的氢氧化钠水溶液，控制一定的反应温度和 ｐＨ值。酰氯滴加完毕后，反应一定时间，即得粗Ｎ一月桂酰肌氨 酸钠溶液。 １．３－３酸化反应 酸化反应结束后回收有机溶剂，用６ ｍｏｌ／Ｌ盐酸酸化至ｐＨ为 ２～３，升温至７０～８０℃分液：再用热水洗涤分出的上层油相， ９２．５ 委９２ ９ ＿ ９１ ７０￣８０℃时，分液分出下层含杂质（如无机盐等）的水相，热水水 洗除杂处理一般需要重复２～３次。 １＿３．４成盐反应 将Ｎ一月桂酰肌氨酸用适量浓度的氢氧化钠水溶液中和以制 ９０ ５ ８ 温度（℃） 图３反应温度对ＬＳ产率的关系图 Ｆｉｇ－３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ＬＳ ｙｉｅｌｄｓ 成活性物含量３０％的Ｎ．月桂酰肌氨酸钠液体产品。 １．４收率测定方法【４＿８］ 目前，衡量Ｎ一月桂酰肌氨酸钠产品的重要指标有总活性物 含量和脂肪酸钠含量（皂含量）。 采用溴甲酚绿两相滴定法，在碱性环境中，以阳离子表面活 性剂滴定，至溴甲酚绿指示剂的蓝色从上层待测液中转移到下层 的三氯甲烷相中，即为终点，由此可得到总活性物的含量。 皂含量采用酸化一萃取一重量法测定，即将试样水溶液用过 量的酸酸化，使皂完全分解，再用石油醚萃取，将多次萃取后的 石油醚层合并，用无水硫酸钠干燥后，除去石油醚，残留物称重， 便可计算皂含量。将所得总活性物的含量扣除其中的皂含量即得 Ｎ一月桂酰肌氨酸钠的含量。 （４）ｐＨ值对ＬＳ产率的影响 在一定的条件下，改变反应溶液的ｐＨ值进行试验，结果见 图４。 ９２ ８ ９２ 差 ｚ ９０ ４ ＿ｊ ２结果与讨论 ２．１ Ｎ一月桂酰肌氨酸钠的合成工艺参数探讨 在制备Ｎ一月桂酰肌氨酸钠缩合反应过程中，主要副反应是酰 氯的水解，因此反应条件的控制是关键，首先采用单因素分析， 考察肌氨酸钠与月桂酰氯的物料比、反应温度、乙醇与水体积比、 反应时间、反应液ｐＨ对缩合反应的影响，并通过正交实验对成 进行优化。 ２．１．１缩合反应的单因素分析 （１）物料比对ＬＳ产率的影响 在一定的条件下，改变反应物料比进行试验，结果见图１。 ８９－６ ８８ ８ ８ ３ ８ ８ ９ ３ ９ ８ １０ ３ １０８ ｐＨ 图４ ｐＨ对Ｌｓ产率的关系图 Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆｐＨ ｏｎ ＬＳ ｙｉｅｌｄｓ （５）Ｌ醇与水体积比对ＬＳ产率的影响 在一定的 ９４ Ｓ 图５。 ９３．８ 逞 ９２ ４ ｎｆ肌氨酸钠）：ｎ（月桂酰氯） Ｖ（乙醇）：Ｖ（水） 图ｌ物料比对Ｌｓ产率的影响 Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｏｌａｒ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｓａｒｃｏｓｉｎｅ ａｎｄ Ｄｏｄｅｃａｎｏｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｏｎ ＬＳ ｙｉｅｌｄｓ 图５乙醇与水体积比对Ｌｓ产率的关系图 Ｆｉｇ．５ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆＥｆｆｅｃｔ ｏｆｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ ｏｆｅｔｈａｎｏｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｏｎ ＬＳ ｙｉｅｌｄｓ （２）反应时间对ＬＳ产率的影响 在一定的条件下，改变反应时间进行试验，结果见图２。 ９３．６ ２．１．２缩合反应的正交试验 在上述单因素实验的基础上，本文设计了乙醇与水的体积比、 肌氨酸钠与月桂酰氯摩尔比、反应时间的三因素三水平正交实验， 缩合反应反应因素水平的选择见表ｌ。 ９２．８ 表１缩合反应因素水平表 Ｔａｂ．１ Ｅｌｅｍｅｎｔ ｌｅｖｅｌ ｆｏｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ９２ ｔ一９ｉ．２ ９ｏ．４ ８９．６ 时间（ｈ） 图２反应时间对ＬＳ产率的关系图 Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ ＬＳ ｙｉｅｌｄｓ 本文根据表ｌ设计的正交实验，测定各因素水平下缩合反应 的产率，结果见表２。结果表明该缩合反应的最适宜反应条件为： Ａ２，Ｂ３，Ｃ３，即当Ｖ（乙醇）：Ｖ（水）＝２：ｌ，ｎ（叽氨酸钠）：ｎ（月桂 酰氯）＝ｌ。４：ｌ，反应３．５ ｈ，ＬＳ产率达９５．８９％。 （３）反应温度对ＬＳ产率的影响 在一定的条件下，改变反应温度进行试验，结果见图３。 ２０１ ７年第２１期 广东化工 １ ５ 第４４卷总第３５９期 表２缩合反应正交实验数据分析表 ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ 续表２ Ｔａｂ．２ Ｏ￣ｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃＯｎｄｅｎｓａｔｊ０ｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ 根据图６缩合反应正交实验的水平趋势图并结合表２极差分 析，可以得到三个因素对ＬＳ产率的影响的主次关系为：ｎ（肌氨酸 钠）：ｎ（月桂酰氯）＞反应时间＞Ｖ（乙醇）：Ｖ（水）。得到的最佳的 反应条件为ｎ（肌氨酸钠）：ｎ（月棒酰氯）＝１．４：１．反 ３．５ ｈ，Ｖ（乙 醇）：Ｖ（水）：２：ｌ时，产品纯度最高，产率达９５，８６％。 图６缩合反应正交实验水平趋势图 Ｆｉｇ．６ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆｏ￣ｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ２．１．３优化条件最复性实验 表３重复性实验 Ｔａｂ．３ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ 验，实验结果见表３。结果表明 此优化条件卜实验的熏复性较 好且表明所得到的优化工艺参数具有参考性。 ３ Ｎ一月桂酰肌氨酸钠的表面性能及应用性能 表面张力用滴体积法【。ｌ测定，测定温度２５。Ｃ；本文泡沫力采 用Ｒｏｓｓ—Ｍｉｌｅｓ法，测定温慢４０。Ｃ，按｝ｌ｛｛ＧＢ／Ｔ １３ｌ ７３—２００８测定： 润湿力采用帆布；）１＝降法，测定温度２５。ｃ，参照ＧＢ／Ｔ １ Ｉ９８３—２００８ 方法测定；乳化力的测定采片】分水时间法测定，测定温度２５。Ｃ。 测定结果见表４。 综合以上结果， 优化条件ｎ（肌氨酸钠）：ｎ（ 挂酰氯）－１．４： 反应３．５ ｈ，Ｖ（乙醇）：Ｖ（水）＝２：１时，对此反应进行重复性实 表４ Ｎ．月桂酰肌氨酸钠的相关性能 Ｔａｂ ４ Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｏｄｉｕｍ Ｎ—ｌａｕｒｏｙｌ ｓａｒｃｏｓｉｎａｔｅ Ｎ一月挂酰肌氰酸钠宵较低的ｃｍｃ和ｖ ， 而 有较好的表 面活性，同时具有良好的芨泡性、稳泡性、润湿性能及乳化性能。 ４结果与讨论 本１艾采用了有机溶剂一水混合相滴）Ｊ『］脂肪酰氯和氰氧化钠溶 液法来合成Ｎ一月桂酰肌氨酸钠，减少１，脂肪酸的ｑ二成，提高了产 品质量。本文采用乙醇代替丙酮作为有机溶剂，使生产更加环保。 经过正交试验得到的最优条件为：当ｎ（肌氯酸钠）：ｎ（月桂酰 氯）＝１．４：ｌ＇反应３．５ ｈ，Ｖ（乙醇）：Ｖ（水）＝２：１时，产品的纯度最高， 脂肪酸钠含最最低。 ２００ｌ，ｌ８（４１：ｌ９８—２００． ［４］李红，黎 芳，蔡兰珍．Ｎ．『Ｊ桂酰肌氨艘钠ｎ 合成 心川 ．精细石油 化工进展，２００４，５（３）：３５．３８． ［５】许虎君，方晴，黄业茹．等．Ｎ．脂肪酰基氨 酸盐的合成、性能及应 中 洗涤用品工业，２０１６（２）：６１．６５． ［６］Ｑｉａｏ Ｗ，Ｚｈｅｎｇ ｚ，Ｐｅｎｇ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆＴｈｒｅｅ Ｓｅｒｉｅｓ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ［Ｊ】．Ｔｅｎｓｉｄｅ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ Ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ，２０ Ｉ ２，４９（２）： ．ｌ６１一ｌ６６． ［７】俞芳．Ｎ 酰基肌氨酸钠的合成１： 现状＿Ｊ＿．１ ｊ用化 ： ５３．５７． ，２０ｌ６，４６（１）： 参考文献 ［１】许虎君，陈芳，王树英．Ｎ一月桂酰基肌氨酸钠的合成Ｌｊ性能…．华东理 Ｉ：大学学报，１ ９９７，２３（６）：７２０ ７２４， ［２１Ｔ．多闻．Ｎ一酰基氨基酸系农面活性剂…．日用化学工业，１９８３，（５）： ２７—２９ 【８】夏咏梅，王树英，范军．等．揶油酰旗肌氨酸钠的合成埂分析ｌ ＪＩ．食 与生物技术学报，ｌ９９７（Ｉ）：４６．５０． ［９１张大洋，范文＝Ｋ．赵鸣玉．滴体ｌ手｝！法测定表向张，Ｊ的快速汁募＿Ｊ］．口用 化学工业，２００ｌ，３１（１）：４９．５０． ［３］卢云，陈燕妮，吴吴，等．Ｎ一，ｊ桂酰肌氨酸钠的开发研究【ＪＪ．精细化工， （本文文献格式：崔娟，魏春梅，方银军，等．Ｎ一月桂酰肌氨酸钠 的合成与性能研究［Ｊ］．广东化工，２０１ ７，４４（２１）：１ ３－１５）
