專利名稱：一種高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法
一種高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)中表面活性劑合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法。
技術(shù)背景
脂肪酸單乙醇酰胺是一種非離子表面活性劑。由于其分子中酰胺鍵的存在，使它在較廣的PH值范圍內(nèi)具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)異的分散、增溶、乳化、增稠及潤(rùn)滑等性能。在日化行業(yè)，脂肪酸單乙醇酰胺常在液體洗滌劑中用做增稠劑，起到增稠穩(wěn)泡作用。目前，液體洗滌劑中應(yīng)用最廣泛的增稠劑是脂肪酸二乙醇酰胺，但研究表明，脂肪酸二乙醇酰胺系列表面活性劑中所含的游離二乙醇胺有明顯致癌活性，作為同類烷醇酰胺類的脂肪酸單乙醇酰胺有望成為脂肪酸二乙醇酰胺表面活性劑的代用品。
國(guó)內(nèi)外脂肪酸單乙醇酰胺的合成主要有三條路線1)由椰子油脂肪酸與單乙醇胺在150 180°C反應(yīng)制得，反應(yīng)溫度較高，產(chǎn)品色澤變深，有酰胺酯及氨基酯等副產(chǎn)物，也有采用兩步法工藝制備的，雖然能提高脂肪酸單乙醇酰胺收率，但工業(yè)化生產(chǎn)上，仍然存在反應(yīng)溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，色澤深，副產(chǎn)物較多，產(chǎn)品胺值高，氣味重的缺點(diǎn)；2)由椰子油與單乙醇胺直接反應(yīng)制得。此路線反應(yīng)不易完全，生成的甘油會(huì)形成一系列副產(chǎn)物，產(chǎn)品殘留的副產(chǎn)物甘油高達(dá)10%左右；3)椰子油甲酯化后與單乙醇胺在堿性催化劑作用下反應(yīng)制得，這條路線工業(yè)化生產(chǎn)的工藝條件及產(chǎn)品質(zhì)量都不夠成熟，純度不夠高，酰胺含量大多為92 97%之間，產(chǎn)品含有較多的其他雜質(zhì)?，F(xiàn)有工藝在進(jìn)行甲酯化后，所進(jìn)行的后處理只是簡(jiǎn)單的靜置分層，將下層的甘油分掉，沒有對(duì)甲酯進(jìn)行進(jìn)一步的精制提純。但是，簡(jiǎn)單的靜置分層后處理，并不能將產(chǎn)品中的皂、甘油及其他水溶性雜質(zhì)清除干凈，產(chǎn)品中會(huì)含有一定量的脂肪酸皂，以及約0. 5 m含量的甘油殘留。另外，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品酯含量過高，大多在 2 7%之間。產(chǎn)品胺值過高，大多在5 20mgK0H/g之間，換算成游離胺約0. 6 2. 2%之間，這導(dǎo)致了產(chǎn)品的胺味較重
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，由該方法制備得到的產(chǎn)品具備純度高，氣味淡，胺值低，色澤淺，反應(yīng)溫度低等優(yōu)點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下 一種高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，包括以下步驟(1)脂肪酸甲酯的制備將植物油與甲醇混合，并加入一定量的堿性催化劑，加熱攪拌3反應(yīng)數(shù)小時(shí)，得到脂肪酸甲酯粗品；(2)脂肪酸甲酯后處理精制，包括以下步驟①反應(yīng)完畢后，靜置數(shù)小時(shí)，將下層的甘油分離掉；②將甲酯中的過量甲醇蒸餾掉；③加入一定濃度的鹽水至甲酯中洗滌兩次，再加入清水洗滌一次，將粗品中的皂、甘油及其他一些水溶性雜質(zhì)去掉；④加熱到一定溫度，將甲酯中的少量甲醇、水份減壓蒸餾掉，得到精制的脂肪酸甲酯；(3)酰胺化反應(yīng)將前一步得到的脂肪酸甲酯與一定量的單乙醇胺混合，并加入一定量的堿性催化劑，在一定溫度下真空反應(yīng)一段時(shí)間，得到高純度脂肪酸單乙醇酰胺；具體地，本發(fā)明高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，包括以下步驟(1)脂肪酸甲酯的制備將摩爾比為1.0 :3. 0 9. 0的植物油與甲醇混合，并加入一定量的堿性催化劑，催化劑用量占植物油質(zhì)量比0. 01 1%，加熱攪拌于50 90°C反應(yīng)1 6小時(shí)，得到脂肪酸甲酯粗品；其中，植物油為棕櫚油、棕櫚仁油、椰子油、大豆油、菜籽油及其氫化物中的一種或幾種；堿性催化劑為甲醇鈉、氫氧化鈉以及氫氧化鉀中的一種，催化劑可以為固體，也可以為一定濃度的催化劑甲醇溶液；(2)脂肪酸甲酯后處理精制，包括以下步驟①反應(yīng)完畢后，靜置1 6小時(shí)，將下層的甘油分離掉；②將甲酯中的過量甲醇蒸餾掉；③加入一定濃度的鹽水至甲酯中洗滌兩次，再加入清水洗滌一次，將粗品中的皂，甘油，及其他一些水溶性雜質(zhì)去掉；鹽水及清水洗滌溫度20-100°C，用水量為甲酯體積的 20 100% ；④加熱到80 140°C，將甲酯中的少量甲醇、水份減壓蒸餾掉，得到精制的脂肪酸甲(3)酰胺化反應(yīng)將前一步得到的脂肪酸甲酯與單乙醇胺以摩爾比為1. 0 :1. 0 1. 1 混和，并加入一定量的堿性催化劑，在60 140°C真空反應(yīng)，得到高純度脂肪酸單乙醇酰胺；其中，脂肪酸甲酯與單乙醇胺的摩爾比優(yōu)選1. 0 :1. 0 1. 05 ； 其中，堿性催化劑為甲醇鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種，催化劑可以為固體，也可以為一定濃度的催化劑甲醇溶液；催化劑用量占甲酯質(zhì)量比為0. 0廣1%，優(yōu)選0. 02、. 1%，催化劑可以為催化劑固體，也可以稀釋成一定濃度的催化劑甲醇溶液；其中，真空反應(yīng)時(shí)間1 5小時(shí)，優(yōu)選2 3小時(shí)，真空度為-0. 05 -0. IMpa0
本發(fā)明經(jīng)過后處理精制后的脂肪酸甲酯在進(jìn)行酰胺化反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)速度更快，在 2^3小時(shí)即可反應(yīng)完畢，而現(xiàn)有技術(shù)一般需要5 7小時(shí)才能反應(yīng)完畢。
本發(fā)明經(jīng)過后處理精制后的脂肪酸甲酯進(jìn)行酰胺化反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)所需催化劑更少，只需要0. 02-0. 1%，而現(xiàn)有技術(shù)催化劑用量一般要在0. 5%以上。
本發(fā)明經(jīng)過后處理精制后的脂肪酸甲酯進(jìn)行酰胺化反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)效率更高，單乙醇胺只需過量O 5%，而現(xiàn)有技術(shù)中，單乙醇胺要過量10 30%。
此外，現(xiàn)有酰胺化技術(shù)合成出來的脂肪酸單乙醇酰胺的胺值一般高達(dá)5_20mgK0H/ g，而本發(fā)明方法合成出來的產(chǎn)品胺值可以低至angKOH/g以下。并且，相比現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明合成方法制備出的高純度脂肪酸單乙醇酰胺雜質(zhì)少、色澤淺、胺值低、氣味淡。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
實(shí)施例1 將400g棕櫚仁油與IOOg無水甲醇混合，并加入2g氫氧化鉀，于70°C加熱攪拌反應(yīng)4 小時(shí)，靜置2小時(shí)后將下層甘油分掉，得到上層棕櫚仁油甲酯粗品。將粗品中過量的甲醇蒸餾出來，然后于60°C用200g 5%濃度稀鹽水洗滌兩次，再用200g清水洗滌一次，然后升溫至 100°C減壓蒸餾lh，得到395. Og棕櫚仁油甲酯。加入104. Og單乙醇胺和0. 2g甲醇鈉，于 100°C下真空反應(yīng)池，真空度-0. 095Mpa。得到高純度棕櫚仁油酸單乙醇酰胺，純度98. 3%， 胺值1. 1 (換算成游離胺0. 12%)，酯含量1. 58%。
實(shí)施例2:將400g棕櫚仁油與150g無水甲醇混合，并加入2g氫氧化鉀，于70°C加熱攪拌反應(yīng)2 小時(shí)，靜置1小時(shí)后將下層甘油分掉，得到上層棕櫚仁油甲酯粗品。將粗品中過量的甲醇蒸餾出來，然后于60°C用200g 5%濃度稀鹽水洗滌兩次，再用200g清水洗滌一次，然后升溫至 100°C減壓蒸餾lh，得到397. 2g棕櫚仁油甲酯。加入107. 2g單乙醇胺和0. 2g甲醇鈉，于 100°C下真空反應(yīng)池，真空度-0. 095Mpa。得到高純度棕櫚仁油酸單乙醇酰胺，純度98. 5%， 胺值1. 2 (換算成游離胺0. 13%)，酯含量1. 36%。
實(shí)施例3:將400g椰子油與120g無水甲醇混合，并加入Ig甲醇鈉，于70°C加熱攪拌反應(yīng)3小時(shí)，靜置1小時(shí)后將下層甘油分掉，得到上層棕椰子油甲酯粗品。將粗品中過量的甲醇蒸餾出來，然后于60°C用200g 5%濃度稀鹽水洗滌兩次，再用200g清水洗滌一次，然后升溫至 100°C減壓蒸餾lh，得到397. Ig椰子油酸甲酯。加入110. Ig單乙醇胺和0. 2g甲醇鈉，于 100°C下真空反應(yīng)池，真空度-0. 095Mpa。得到高純度椰子油酸單乙醇酰胺，純度98. 3%，胺值1. 8 (換算成游離胺0. 12%)，酯含量1. 63%。
實(shí)施例4:將400g椰子油與120g無水甲醇混合，并加入Ig甲醇鈉，于70°C加熱攪拌反應(yīng)3小時(shí)，靜置1小時(shí)后將下層甘油分掉，得到上層棕椰子油甲酯粗品。將粗品中過量的甲醇蒸餾出來，然后于60°C用200g 5%濃度稀鹽水洗滌兩次，再用200g清水洗滌一次，然后升溫至 100°C減壓蒸餾Ih,得到396. 5g椰子油酸甲酯。加入109. 9g單乙醇胺和0. · 4g甲醇鈉，于 100°C下真空反應(yīng)池，真空度-0. 095Mpa。得到高純度椰子油酸單乙醇酰胺，純度98. 5%，胺值1. 8 (換算成游離胺0. 20%),酯含量1. 33%。
實(shí)施例5:將400g氫化椰子油與120g無水甲醇混合，并加入Ig甲醇鈉，于70°C加熱攪拌反應(yīng)3 小時(shí)，靜置1小時(shí)后將下層甘油分掉，得到上層氫化椰子油甲酯粗品。將粗品中過量的甲醇蒸餾出來，然后于60°C用200g 5%濃度稀鹽水洗滌兩次，再用200g清水洗滌一次，然后升溫至100°C減壓蒸餾lh，得到398. Og氫化椰子油酸甲酯。加入109. 4g單乙醇胺和0. 3g甲醇鈉，于100°C下真空反應(yīng)池，真空度-0. 095Mpa。得到高純度氫化椰子油酸單乙醇酰胺，純度 98. 3%，胺值1. 5 (換算成游離胺0. 17%)，酯含量1. 53%。
實(shí)施例6 將400g氫化椰子油與120g無水甲醇混合，并加入Ig甲醇鈉，于70°C加熱攪拌反應(yīng)3 小時(shí)，靜置1小時(shí)后將下層甘油分掉，得到上層氫化椰子油甲酯粗品。將粗品中過量的甲醇蒸餾出來，然后于60°C用200g 5%濃度稀鹽水洗滌兩次，再用200g清水洗滌一次，然后升溫至80°C減壓蒸餾lh，得到396g氫化椰子油酸甲酯。加入108. 8g單乙醇胺和1. 5g30%濃度的甲醇鈉甲醇溶液，于80°C下真空反應(yīng)4h，真空度-0. 095Mpa。得到高純度氫化椰子油酸單乙醇酰胺，純度98. 4%，胺值1. 7 (換算成游離胺0. 19%)，酯含量1. 40%。
權(quán)利要求
1.一種高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，包括以下步驟(1)脂肪酸甲酯的制備將植物油與甲醇混合，并加入一定量的堿性催化劑，加熱攪拌反應(yīng)數(shù)小時(shí)，得到脂肪酸甲酯粗品；(2)脂肪酸甲酯后處理精制，包括以下步驟①反應(yīng)完畢后，靜置數(shù)小時(shí)，將下層的甘油分離掉；②將甲酯中的過量甲醇蒸餾掉；③加入一定濃度的鹽水至甲酯中洗滌兩次，再加入清水洗滌一次，將粗品中的皂，甘油，及其他一些水溶性雜質(zhì)去掉；④加熱到一定溫度，將甲酯中的少量甲醇，水份減壓蒸餾掉，得到精制的脂肪酸甲酯；(3)酰胺化反應(yīng)將前一步得到的脂肪酸甲酯與一定量的單乙醇胺混和，并加入一定量的堿性催化劑，在一定溫度下真空反應(yīng)一段時(shí)間，得到高純度脂肪酸單乙醇酰胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其特征在于所述制備脂肪酸甲酯步驟中，采用的植物油為棕櫚油，棕櫚仁油，椰子油，大豆油，菜籽油及其氫化物中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其特征在于所述甲酯化和酰胺化步驟中，所采用的堿性催化劑為甲醇鈉、氫氧化鈉、以及氫氧化鉀中的一種， 催化劑可以為固體，也可以為一定濃度的催化劑甲醇溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其特征在于所述制備脂肪酸甲酯步驟中，植物油與甲醇摩爾比為1. 0 :3. 0 9. 0，反應(yīng)溫度50 90°C，反應(yīng)時(shí)間1 6h，催化劑用量占植物油質(zhì)量比0. 01 1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其特征在于所述脂肪酸甲酯后處理精制中，靜置分甘油時(shí)間為1 6小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其特征在于所述脂肪酸甲酯后處理精制中，鹽水及清水洗滌溫度20-100°C，用水量為甲酯體積的20 100%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其特征在于所述脂肪酸甲酯后處理精制中，減壓蒸餾甲醇及水份時(shí)溫度80 140°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其特征在于所述酰胺化步驟中，脂肪酸甲酯與單乙醇胺的摩爾比為1.0 :1.0 1. 1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其特征在于所述酰胺化步驟中，催化劑用量占甲酯質(zhì)量比為0.0廣1%，催化劑可以為催化劑固體，也可以稀釋成一定濃度的催化劑甲醇溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其特征在于所述酰胺化步驟中，反應(yīng)溫度60 140°C，反應(yīng)時(shí)間1 5h，真空度-0. 05 -0. IMpa0
全文摘要
本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)中表面活性劑合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高純度脂肪酸單乙醇酰胺的合成方法，其包括以下步驟1)脂肪酸甲酯的制備2)脂肪酸甲酯后處理精制3)酰胺化反應(yīng)，通過上述方法制備的脂肪酸單乙醇酰胺具備純度高、氣味淡、胺值低、色澤淺等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C231/02GK102516109SQ201110373749
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者余照權(quán), 劉機(jī)靈, 張涌 申請(qǐng)人:廣州花語精細(xì)化工有限公司