專利名稱：一種甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為消毒劑的甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法，所述的甘氨酸型兩性表面活性劑的化學(xué)名稱為烷基二氨乙基甘氨酸鹽酸鹽，其化學(xué)構(gòu)造為
R為碳數(shù)8-16的烷基作為消毒劑的氨基酸型兩性表面活性劑在國(guó)外發(fā)展較為迅速，種類較多，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。該類消毒劑有很多優(yōu)點(diǎn)，特別是(1)其殺菌能力在蛋白質(zhì)、氨基酸等存在時(shí)基本不變;(2)只有極低的毒性，基本上屬于無(wú)毒物質(zhì);(3)具有良好的生物降解性，不污染環(huán)境。甘氨酸型兩性表面活性劑是氨基酸型兩性表面活性劑中的一類，也是效果優(yōu)良的消毒劑，對(duì)多種細(xì)菌、病毒等均有殺滅效果，且藥效持久;活性劑本身對(duì)人畜無(wú)毒無(wú)味，對(duì)皮膚無(wú)刺激，對(duì)木材、金屬、橡皮等材料均無(wú)腐蝕性，能逐漸被微生物分解，在環(huán)境中長(zhǎng)期使用無(wú)殘留。因而該消毒劑可廣泛應(yīng)用于畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)及醫(yī)院、食品飲料加工廠等眾多場(chǎng)所。
氨基酸型兩性表面活性劑種類較多，結(jié)構(gòu)相似，主要有氨基丙酸型和氨基乙酸型(即甘氨酸型)兩性表面活性劑。氨基丙酸型兩性表面活性劑一般用高級(jí)脂肪胺與丙烯酸甲脂或丙烯腈反應(yīng)得到
氨基乙酸型(即甘氨酸型)兩性表面活性劑，一般用如下方法合成
雖然氨基酸型兩性表面活性劑作為消毒劑的效果優(yōu)良，但其合成工藝較為復(fù)雜，與其它消毒劑相比成本較高，影響了其推廣使用。
在US-3039917美國(guó)專利中公開(kāi)了一種作為消毒劑的氨基酸型兩性表面活性劑
的合成方法。該方法包括如下兩個(gè)步驟(1)合成單取代十二烷基丙二胺;
(2)消毒劑的制備。
其中有一種甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法在(1)中用5摩爾的1，3-丙二胺(H2NCH2CH2CH2NH2)與1摩爾的氯代十二烷(C12H25Cl)在140℃反應(yīng)數(shù)小時(shí)，分餾收集得單取代十二烷基丙二胺(C12H25NHCH2CH2CH2NH2)，產(chǎn)率70%。在(2)中用1摩爾單取代十二烷基丙二胺與1摩爾氯乙酸鈉水溶液在100℃反應(yīng)，即可得到含有10%活性劑的消毒劑溶液
用酒石酸調(diào)節(jié)其PH值為6。
上述這種合成方法的反應(yīng)條件比較溫和，但產(chǎn)率還不是很高，特別是移用該方法生產(chǎn)作為消毒劑的、化學(xué)構(gòu)造為
R為碳數(shù)8-16的烷基的甘氨酸型兩性表面活性劑，還需要確定合成路線、反應(yīng)方式等許多具體問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法，通過(guò)合成路線和反應(yīng)方式的選擇，確定化學(xué)構(gòu)造為
R為碳數(shù)8-16的烷基的甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下的技術(shù)方案達(dá)到本發(fā)明旨在烷基二氨乙基甘氨酸型兩性表面活性劑的合成，考慮到原料來(lái)源，環(huán)保要求等情況，設(shè)計(jì)了如下的合成路線
R為碳數(shù)8-16的烷基具體合成過(guò)程如下1.按溴代烷比二乙三胺＝1∶8-12的摩爾比投料，溫度維持在85-100℃，機(jī)械攪拌下，將溴代烷慢慢滴入二乙三胺中反應(yīng)，攪拌反應(yīng)時(shí)間(包括加料時(shí)間)為5-8小時(shí)，至此氣相色譜檢測(cè)證明反應(yīng)相當(dāng)完全。二乙三胺投料大大過(guò)量，是為了提高每個(gè)二乙三胺分子只與一個(gè)溴代烷分子反應(yīng)的機(jī)率，從而使一取代的烷基二乙三胺是主要產(chǎn)物。
2.對(duì)上面反應(yīng)完成后的母液減壓蒸餾，回收過(guò)量的二乙三胺，并收集純的烷基二乙三胺，產(chǎn)率大于85%，產(chǎn)率以下式計(jì)算產(chǎn)率＝ (烷基二乙三胺的實(shí)際產(chǎn)量)/(以溴代烷計(jì)的烷基二乙三胺的理論產(chǎn)量) ×100%
3.按氯乙酸比烷基二乙三胺＝1∶1的摩爾比投料，考慮到該消毒劑是作為水劑使用，水介質(zhì)能幫助傳熱，為了避免局部過(guò)熱，使物料的反應(yīng)更溫和，減少副反應(yīng)，因而反應(yīng)物皆配成水溶液。溫度維持在85-95℃，機(jī)械攪拌下，向重量百分比濃度為8-99%的烷基二乙三胺水溶液中慢慢滴加或者噴霧加入重量百分比濃度為3-50%的氯乙酸水溶液，兩種溶液濃度的選取要配合，以保證反應(yīng)完成后得到的溶液含有重量百分比濃度為10-50%的活性劑，攪拌反應(yīng)時(shí)間(包括加料時(shí)間)為7-10小時(shí)，反應(yīng)完成后用鐵氰化鉀法測(cè)定含量，產(chǎn)率大于98%，產(chǎn)率以下式計(jì)算產(chǎn)率＝ (活性劑的實(shí)際測(cè)得量)/(活性劑的理論產(chǎn)量) ×100%4.最后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)所得含有活性劑的消毒劑溶液的PH值，使該值在7.0-9.5的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于所需的原料二乙三胺、溴代烷、氯乙酸容易得到，為提高產(chǎn)率而加的過(guò)量二乙三胺可以充分回收再利用，再加上上述合成路線中兩步反應(yīng)的產(chǎn)率均較高，使得合成甘氨酸型兩性表面活性劑的成本比合成其它氨基酸型兩性表面活性劑的成本低。除此之外，本發(fā)明在合成過(guò)程中無(wú)廢物排放，不會(huì)污染環(huán)境。
實(shí)施例1在500ml三口瓶中加入248g(2.17mol)二乙三胺(90%)，加熱維持在85℃，機(jī)械攪拌下，用滴液漏斗慢慢滴入37g(0.18mol)溴代辛烷(95%)，3小時(shí)滴完，再攪拌反應(yīng)2小時(shí)。對(duì)反應(yīng)完成后的母液減壓蒸餾回收過(guò)量的二乙三胺(供下次反應(yīng)用)，并收集純的辛基二乙三胺35g，產(chǎn)率為89.4%。
上述反應(yīng)得到的辛基二乙三胺與氯乙酸按摩爾比1∶1投料。辛基二乙三胺配成12%的水溶液，加熱維持在90℃，機(jī)械攪拌下，將配成50%的氯乙酸水溶液慢慢滴入或者噴霧加入，攪拌反應(yīng)時(shí)間(包括加料時(shí)間)為7-10小時(shí)，反應(yīng)完成后即可得到含有15%活性劑的消毒劑溶液，產(chǎn)率大于98%。最后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值在7.0-9.5的范圍內(nèi)。
實(shí)施例2在1000ml三口瓶中加入589g(5.60mol)二乙三胺(98%)，加熱維持在100℃，機(jī)械攪拌下，用滴液漏斗慢慢滴加187g(0.70mol)溴代十二烷(93%)，5小時(shí)滴完，再攪拌反應(yīng)2小時(shí)。對(duì)反應(yīng)完成后的母液減壓蒸餾回收過(guò)量的二乙三胺(供下次反應(yīng)用)，并收集純的十二烷基二乙三胺165g，產(chǎn)率為87.0%。
上述反應(yīng)得到的十二烷基二乙三胺與氯乙酸按摩爾比1∶1投料。十二烷基二乙三胺配成37%的水溶液，加熱維持在92℃，機(jī)械攪拌下，將配成30%的氯乙酸水溶液慢慢滴入或者噴霧加入，攪拌反應(yīng)時(shí)間(包括加料時(shí)間)為7-10小時(shí)，反應(yīng)完成后即可得到含有35%活性劑的消毒劑溶液，產(chǎn)率大于98%。最后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值在7.0-9.5的范圍內(nèi)。
實(shí)施例3在1000ml三口瓶中加入631g(6.00mol)二乙三胺(98%)，加熱維持在93℃，機(jī)械攪拌下，用滴液漏斗慢慢滴加175g(0.60mol)溴代十四烷(95%)，5小時(shí)滴完，再攪拌反應(yīng)2小時(shí)。對(duì)反應(yīng)完成后的母液減壓蒸餾回收過(guò)量的二乙三胺(供下次反應(yīng)用)，并收集純的十四烷基二乙三胺161g，產(chǎn)率為89.7%。
上述反應(yīng)得到的十四烷基二乙三胺與氯乙酸按摩爾比1∶1投料。十四烷基二乙三胺配成90%的水溶液，加熱維持在87℃，機(jī)械攪拌下，將配成21%的氯乙酸水溶液慢慢滴入或者噴霧加入，攪拌反應(yīng)時(shí)間(包括加料時(shí)間)為7-10小時(shí)，反應(yīng)完成后即可得到含有50%活性劑的消毒劑溶液，產(chǎn)率大于98%。最后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值在7.0-9.5的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種作為消毒劑的甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法，所述的甘氨酸型兩性表面活性劑的化學(xué)名稱為烷基二氨乙基甘氨酸鹽酸鹽，其化學(xué)構(gòu)造為R為碳數(shù)8-16的烷基其特征在于(1)用溴代烷RBr與二乙三胺HN(CH2CH2NH2)2作用生成烷基二乙三胺R(NHCH2CH2)2NH2，其中R為碳數(shù)8-16的烷基，(1.1)溴代烷與二乙三胺的投料摩爾比為1∶8-12，(1.2)溫度維持在85-100℃，(1.3)在機(jī)械攪拌的條件下，將溴代烷慢慢滴入二乙三胺，(1.4)攪拌反應(yīng)時(shí)間包括加料時(shí)間為5-8小時(shí)，(2)對(duì)(1)反應(yīng)完成后的母液減壓蒸餾，回收過(guò)量的二乙三胺和收集純的烷基二乙三胺，(3)用烷基二乙三胺與氯乙酸作用生成烷基二氨乙基甘氨酸鹽酸鹽，(3.1)將氯乙酸和烷基二乙三胺皆配成水溶液，(3.2)氯乙酸與烷基二乙三胺的投料摩爾比為1∶1，(3.3)溫度維持在85-95℃，(3.4)在機(jī)械攪拌的條件下，向烷基二乙三胺水溶液中慢慢滴入或者噴霧加入氯乙酸水溶液，(3.5)攪拌反應(yīng)時(shí)間包括加料時(shí)間為7-10小時(shí)，(4)調(diào)節(jié)(3)反應(yīng)完成后得到的含有活性劑消毒劑溶液的PH值，使該值在7.0-9.5的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于在(3)反應(yīng)中，烷基二乙三胺水溶液和氯乙酸水溶液的重量百分比濃度分別為8-99%和3-50%，兩種溶液濃度的選取要配合，以保證在(3)反應(yīng)完成后得到的消毒劑溶液含有重量百分比濃度為10-50%的活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成方法，其特征在于用氫氧化鈉調(diào)節(jié)(3)反應(yīng)完成后得到的含有活性劑的消毒劑溶液的PH值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種作為消毒劑的甘氨酸型兩性表面活性劑的合成方法，所述的某氨酸型兩性表面活性劑的化學(xué)名稱為烷基二氨乙基甘氨酸鹽酸鹽。本發(fā)明的目的在于確定其合成路線和反應(yīng)方式。該合成方法是以溴代烷和二乙三胺為原料先合成烷基二乙三胺，再用烷基二乙三胺和氯乙酸反應(yīng)，后二者反應(yīng)物皆配成水溶液，反應(yīng)完成后得到含有10—50％活性劑的消毒劑溶液。該消毒劑溶液可廣泛用于畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)及醫(yī)院、食品飲料加工廠等眾多場(chǎng)所。
文檔編號(hào)C07C229/16GK1094709SQ93120030
公開(kāi)日1994年11月9日 申請(qǐng)日期1993年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月16日
發(fā)明者李力, 馮士清, 汪錦邦, 李平, 伍立居 申請(qǐng)人:北京市營(yíng)養(yǎng)源研究所