微波法制備脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種表面活性劑中間體的制備方法，具體涉及一種微波法制備脂肪酸 單乙醇酰胺馬來酸雙酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 不對(duì)稱Gemini表面活性劑(又稱為雜雙子表面活性劑)結(jié)構(gòu)中包含不同長(zhǎng)度的 烷烴主鏈、不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的頭基和多種多樣的聯(lián)接鏈，這也就意味著它們?cè)诜肿咏Y(jié)構(gòu)上的 可調(diào)控因素比對(duì)稱結(jié)構(gòu)的Gemini表面活性劑還要豐富。但不對(duì)稱Gemini表面活性劑合成 路線較為復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高也使其應(yīng)用及市場(chǎng)推廣受到了一定程度的限制，難以實(shí)現(xiàn)大 規(guī)工業(yè)化生產(chǎn)。因此，采用價(jià)格低廉的原料簡(jiǎn)化其制備工藝已成為研究不對(duì)稱Gemini表面 活性劑首要任務(wù)之一。
[0003] 雙子磺基琥珀酸酯鹽表面活性劑與同碳原子的單鏈表面活性劑相比，不僅具有較 高的活性，而且也比常用的陰離子表面活性劑的活性高。脂肪酸單乙醇酰胺是一種淡黃色 蠟狀的非離子表面活性劑，因其分子中酰胺鍵的存在，使其在較廣的pH范圍內(nèi)具有良好的 化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)異的分散、增溶、增稠以及潤(rùn)滑作用，其生物降解率達(dá)98%以上，是一種降解 性良好的表面活性劑。微波法是在微波加熱中微波極化導(dǎo)致電介質(zhì)整體受熱，熱從材料內(nèi) 部產(chǎn)生而非從外部因溫度梯度而吸收熱量。微波輻射加熱下酯化反應(yīng)收率高，副反應(yīng)少，選 擇性強(qiáng)，產(chǎn)品易純化，反應(yīng)時(shí)間可以從數(shù)小時(shí)縮短到幾分鐘并且清潔、耗能少、操作簡(jiǎn)便。本 發(fā)明利用微波法，以脂肪酸單乙醇酰胺與馬來酸單酯為原料，制備得表面活性劑中間體脂 肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯，為制備一種性能良好的Gemini表面活性劑提供了可能。且避 免了傳統(tǒng)油浴加熱反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)中原料易升華，原料和產(chǎn)物易發(fā)生氧化 反應(yīng)，產(chǎn)品色澤較差等缺點(diǎn)，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種微波法制備脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯的方法，制得 的表面活性劑中間體純度高、反應(yīng)時(shí)間短。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為： 微波法制備脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯的方法，其特征在于： 由以下步驟實(shí)現(xiàn)： 步驟一:取24.3~32.7質(zhì)量份的脂肪酸單乙醇酰胺與25.74~31.46質(zhì)量份的十二醇馬 來酸單酯，加入到三口燒瓶中，加入0.5~1.5質(zhì)量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫 30min，并充分?jǐn)嚢柚练磻?yīng)原料全部溶解； 步驟二:將以上原料加入到消解罐中，置于高通量微波消解/萃取/合成工作站中，調(diào)節(jié) 反應(yīng)溫度為150°C~170°C，反應(yīng)功率為600W~900W，反應(yīng)時(shí)間25min~40min;用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%的NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH至7,用蒸餾水萃取、洗滌后即得脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯。
[0006] 步驟一中，脂肪酸單乙醇酰胺選自十二酸單乙醇酰胺、油酸單乙醇酰胺、硬脂酸單 乙醇酰胺、菜籽油單乙醇酰胺。
[0007] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明基于脂肪酸單乙醇酰胺的-OH先與十二醇馬來酸單酯，利用高通量微波消解/萃 取/合成工作站采用微波法合成脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯，制得Gemini表面活性劑中 間體，酯化率可以達(dá)到95%。本方法避免了傳統(tǒng)油浴加熱反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)條件苛亥lj、反應(yīng)中 原料易升華、原料和產(chǎn)物易發(fā)生氧化反應(yīng)、產(chǎn)品色澤較差等缺點(diǎn)，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用性。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0009] 本發(fā)明涉及微波法制備脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯的方法，令脂肪酸單乙醇酰 胺的-OH與十二醇馬來酸單酯進(jìn)行雙酯化反應(yīng)形成兩條疏水鏈，得到Gemini表面活性劑中 間體，其反應(yīng)方程式為：
具體由以下步驟實(shí)現(xiàn)： 步驟一:取24.3~32.7質(zhì)量份的脂肪酸單乙醇酰胺與25.74~31.46質(zhì)量份的十二醇馬 來酸單酯，加入到三口燒瓶中，加入0.5~1.5質(zhì)量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫 30min，并充分?jǐn)嚢柚练磻?yīng)原料全部溶解； 步驟二:將以上原料加入到消解罐中，置于高通量微波消解/萃取/合成工作站MDS-10 進(jìn)行雙酯化反應(yīng)，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度為150°C~170°C，反應(yīng)功率為600W~900W，反應(yīng)時(shí)間25min ~40min;用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH至7，用蒸餾水萃取、洗滌后即得脂肪酸單 乙醇酰胺馬來酸雙酯。
[0010] 步驟一中，脂肪酸單乙醇酰胺選自十二酸單乙醇酰胺、油酸單乙醇酰胺、硬脂酸單 乙醇酰胺、菜籽油單乙醇酰胺。
[0011] 實(shí)施例1: 步驟一:取24.3質(zhì)量份的脂肪酸單乙醇酰胺與31.46質(zhì)量份的十二醇馬來酸單酯，加入 到三口燒瓶中，加入0.5質(zhì)量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫30min，并充分?jǐn)嚢柚练?應(yīng)原料全部溶解； 步驟二:將以上原料加入到消解罐中，置于高通量微波消解/萃取/合成工作站中，調(diào)節(jié) 反應(yīng)溫度為170°C，反應(yīng)功率為600W，反應(yīng)時(shí)間40min;用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH水溶液調(diào)節(jié) pH至7,用蒸餾水萃取、洗滌后即得脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯。
[0012] 步驟一中，脂肪酸單乙醇酰胺為十二酸單乙醇酰胺。
[0013] 實(shí)施例2: 步驟一：取28.17質(zhì)量份的脂肪酸單乙醇酰胺與30.25質(zhì)量份的十二醇馬來酸單酯，加 入到三口燒瓶中，加入1.2質(zhì)量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫30min，并充分?jǐn)嚢柚?反應(yīng)原料全部溶解； 步驟二:將以上原料加入到消解罐中，置于高通量微波消解/萃取/合成工作站中，調(diào)節(jié) 反應(yīng)溫度為165°C，反應(yīng)功率為750W，反應(yīng)時(shí)間30min;用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH水溶液調(diào)節(jié) pH至7,用蒸餾水萃取、洗滌后即得脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯。
[0014] 步驟一中，脂肪酸單乙醇酰胺為油酸單乙醇酰胺 實(shí)施例3: 步驟一:取32.7質(zhì)量份的脂肪酸單乙醇酰胺與25.74質(zhì)量份的十二醇馬來酸單酯，加入 到三口燒瓶中，加入1.5質(zhì)量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫30min，并充分?jǐn)嚢柚练?應(yīng)原料全部溶解； 步驟二:將以上原料加入到消解罐中，置于高通量微波消解/萃取/合成工作站中，調(diào)節(jié) 反應(yīng)溫度為150°C，反應(yīng)功率為900W，反應(yīng)時(shí)間25min;用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH水溶液調(diào)節(jié) pH至7,用蒸餾水萃取、洗滌后即得脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯。
[0015] 步驟一中，脂肪酸單乙醇酰胺為硬脂酸單乙醇酰胺或菜籽油單乙醇酰胺。
[0016] 脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯的結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果如下： 紅外檢測(cè)結(jié)果:3444 cnf1處為酰胺氫的吸收峰;2854和2924 cnf1處為甲基和亞甲基的 伸縮振動(dòng)吸收峰；1593 cnf1處為酰胺吸收峰；2668和1733 cnf1處出現(xiàn)酯羰基特征吸收峰； 1281和1212 cnf1處為酯中-C-0-C-的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰。
[0017] 核磁檢測(cè)結(jié)果：0.890 (6H，2CH3)，1.272 (36H，2CH3(CH2)9)，2.356 (2H，CH2C=0)， 3.302~3.407 (2H，N-CH2)，4.087 (2H，N-C-CH2)，4.410 (2H，CH2-0)，6.214 (2H，CH=CH)。
[0018] 本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書 而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 微波法制備脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯的方法，其特征在于： 由以下步驟實(shí)現(xiàn)： 步驟一:取24.3~32.7質(zhì)量份的脂肪酸單乙醇酰胺與25.74~31.46質(zhì)量份的十二醇馬 來酸單酯，加入到三口燒瓶中，加入0.5~1.5質(zhì)量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫 30min，并充分?jǐn)嚢柚练磻?yīng)原料全部溶解； 步驟二:將以上原料加入到消解罐中，置于高通量微波消解/萃取/合成工作站中，調(diào)節(jié) 反應(yīng)溫度為150°C~170°C，反應(yīng)功率為600W~900W，反應(yīng)時(shí)間25min~40min;用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%的NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH至7,用蒸餾水萃取、洗滌后即得脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波法制備脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯的方法，其特征在 于： 步驟一中，脂肪酸單乙醇酰胺選自十二酸單乙醇酰胺、油酸單乙醇酰胺、硬脂酸單乙醇 酰胺、菜籽油單乙醇酰胺。
【專利摘要】本發(fā)明涉及微波法制備脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯的方法。Gemini表面活性劑含有兩個(gè)親水基和兩個(gè)疏水鏈，與傳統(tǒng)的單頭（親水基）單尾（疏水基）表面活性劑相比，性能優(yōu)良，是一種新型高效的表面活性劑。本發(fā)明取脂肪酸單乙醇酰胺與十二醇馬來酸單酯，加入硼酸為催化劑，升溫恒溫反應(yīng)；將原料加入到消解罐中，置于高通量微波消解/萃取/合成工作站反應(yīng)；最后調(diào)節(jié)pH至7，用蒸餾水萃取、洗滌后即得脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯，酯化率可達(dá)95%。本發(fā)明基于價(jià)廉易得的天然脂肪酸為原料，采用微波法制備的表面活性劑中間體避免了傳統(tǒng)油浴加熱反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)條件苛刻、反應(yīng)中原料易升華、原料和產(chǎn)物易發(fā)生氧化反應(yīng)、產(chǎn)品色澤較差等缺點(diǎn)。
【IPC分類】C07C231/12, C07C233/20, C07C233/18
【公開號(hào)】CN105503636
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510949911
【發(fā)明人】呂斌, 王泓棣, 馬建中, 翟蕊
【申請(qǐng)人】陜西科技大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日