月桂酰胺丙基甜菜碱的合成及其性能

月桂酰胺丙基甜菜碱的合成及其性能 2002年8月全国第十一次工业 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面活性剂技术经济与应用开发会议论文集 瀚黼鞴瓣麟 月桂酰胺丙基甜菜碱的合成及其性能 方奕文，林培鹏，卢 峰 (汕头大学化学系，广东汕头515063) 摘要:以自制的J7、r，?-二甲基一??一月桂酰基一1，3一丙二胺(以下简称为PK0)和氯乙酸钠为原料合 成月桂酰胺丙基甜菜碱(以下简称为cAB)，通过改变反应温度、反应时间和氯乙酸钠的酸度， 探索反应的优化条件，并对合成产品的起泡性、稳泡性和增稠性进行研究。结果显示，当反应温 度为70?、反应时间为5 ，氯乙酸钠的酸度为pH=6(0时，产物的活性物质量分数最高，为 h (30(0?1(6),;产物的起泡、稳泡、增稠性能高，与香波中的其他组分的相容性好。 关键词:?，?-二甲基一??-月桂酰基-1，3一丙二胺;月桂酰胺丙基甜菜碱;性能 中 图分类号:TQ423(3 文献标识码:A 两性表面活性剂甜菜碱最早是一种天然产物， 1(2方法 由Knlger从甜菜中分离出来 。1876年，B11lhl把 往三口烧瓶中加入一定量的PKO和适量水， 结构类似天然产物的化合物命名为“甜菜碱”。由 拌升温，当PK0溶解时，加人一定量预先用氢氧化 搅 于甜菜碱具有很多优良的性能，使其在化妆品中的 用量不断地增加旧钠中和好的氯乙酸，加热反应。 J。目前，国内应用最多的甜菜碱 型两性表面活性剂仍是烷基甜菜碱，1(3反应机理 而其改性衍生反应机理见如下反应式: 物烷基酰胺丙基甜菜碱因具有很多优于Bs一12的? c儿H23CONH(CH2)3N(cH3)2+ClcH2COONa—_ 性能而越来越受市场的青睐口曲J，且有逐渐取代 cllH23cONH(CH2)3N+(cH3)2CH2c00一+Nacl BS一12的趋势„引。 2结果与讨论 有关烷基酰胺丙基甜菜碱的合成，已有一些文 献作了报道旧一0|，但作为烷基酰胺丙基甜菜碱系列 产品之一的月桂酰胺丙基甜菜2(1 实验结果 碱，研究文献却不多按以上实验方法，在不同反应工艺条件下(通 见，目前，国内生产月桂酰胺丙基甜菜碱的单位也只 过改变反应物酸度、反应温度和反应时间)，进行合 有一家?1，这与不断增长的市场需求不相适应。作 成反应，并以液相色谱法测定反应产物中的活性物 者以自制的PKO为原料?引，研究月桂酰胺丙基甜 含量。通过大量实验，结果显示，当氯乙酸的酸度为 菜碱的合成方法及其性能，具有一定的社会效益和 h时，产pH=6(0，反应温度为70?，反应时间为5 经济价值。 物中活性物的质量分数最高，为(30(0?1(6),，此1 实验 时，产物为淡黄色液体。 2(2不同工艺条件下产物的起泡和稳泡性能 1(1主要药品及仪器 在室温下，以罗氏泡沫仪测定产物的起泡性和 药品:^『，?一二甲基一?一月桂酰基一?1，3(丙二胺 稳泡性。PKO和氯乙酸的用量皆为O(25 mol。 化自制)，氯乙酸(CP，广东汕头新宁化工厂)，氢氧 ( 2(2(1 钠(AR，广州化学试剂厂)。 反应时间对反应产物起泡性能的影响 仪器:LC 10A型液相色谱仪(日本Shimadzu公 测试结果如表1所示。由表1可以看出，反应 司)，罗氏泡沫仪(上海玻璃仪器一厂)，PHS一29A 5 h后，反应产物的起泡力已接近最大值，增长反应 型酸度计(上海雷磁仪器厂)，乌氏黏度计(上海玻 璃h 时间，起泡性能已无明显变化，这是由于反应5 )，反应装置(电热套、可调变压器及通 仪器一厂后，反应液中的PKO已基本反应完全。 用玻璃仪器)。 收稿日期:2001一lI—19 基金项目:汕头大学工业催化学科“21l 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 ”建设项目资助 8月 方奕文，等:月桂酰胺丙基甜菜碱的合成及其性能 ?69? 表1 反应时间对反应产物起泡性能的影响 5所示。 表4实验产物与市售CAB的比 较 皇篁竺 查翌主望 "„琴磐物)外观性状了霞};;!!:!竺}„琴桀物)外观性状—弃:}:亨宇竺专 167 169 3?“6漱168 30?2瓣170 2(2(2氯乙酸的酸度对反应产物起池洼能的影响 测试结果如表2所示。 表2氯乙酸的酸度对反应产物起泡性能的影响 5(0 5(5 6(0 6(5 7(O 7(5 cAB溶液的pH值 1(3 1(2 1(1 1(1 1(41(3 CAB黏度,(10一3 Pa?s) 从表5可以看出，pH值在6(0至6(5时，溶液 黏度最低，而在酸陛或碱性条件下，黏度值有所提的 高。 这主要是因为在酸性条件下，CAB呈阳离子 碱性条件下，CAB呈阴离子性，两种条件性，而在 下溶液中的 由表2可以看出，当氯乙酸的pH=6(0时，产 cAB都可能形成了混合胶束而使黏度升高。物的起泡力最佳，这可能是分散于水中的PK0在此 2(3(2 CAB的增稠性及与香波中其他组分相容性酸度下，溶解性最好，不致形成凝胶，从而促进反应 的研究 的顺利执行。 黏稠度是香波产品一个重要的性能指标。所谓2(2(3反应温度对反应产物起池陛能的影响 黏稠度是指流动性对人们的肉眼造成的感觉效果。 测试结果如表3所示。 目前尚未建立一个能定量测试的方法，本实验采用 观察对比的方法，来说明添加CAB对香波体系的 增表3反应温度对反应产物起泡性能的影响 稠作用。如表6、表7所示。 表6香波基本配方 由表3可以看出，当反应温度为70?，产物的起 泡力最佳，这可能是因为反应温度低于70?时，反应 速度较慢，5 h的时间还不足以使反应完全。当反应 香波外观较稀、透明 稍黏、透明 黏度适中、透明 黏度适中、透明 凝胶状、透明 温度高于70?时，反应物中水分蒸发损失，造成冲 料，同时，反应物的黏度增加，影响反应的进行。 实验表明，当CAB用量为4,,5,时，香波 由以上的实验可以看出，当反应时间为5 h，反 应温 黏度适中，基本与市售香波黏度相仿，能赋予香波良 的 70?，氯乙酸的pH=6(0时，产物的起泡 能力好的稠厚感、拉丝感，并形成愉悦的商品外观。另 度为 和稳泡性能最佳，这与用仪器测定的该条件下外，实验还表明，CAB与香波各组分相容性都很 好， 活性物的含量最高相吻合。以此反应条件将实验放 能保持香波透明。 大5倍，即PKO和氯乙酸的用量皆为?1(25 mol，反 3 结论 应结果令人满意。产物的起泡力、活性物含量和外 观性状与市售CAB无明显差别，如表4所示。 (1)对合成月桂酰胺丙基甜菜碱各影响因素进2(3产品的黏度和增稠性能 行初步的探索，找到最佳的反应条件:反应温度为 2(3(1 不同酸度下产物CAB溶液黏度的变化 70?，反应时间为5 ，氯乙酸钠的pH=6(0。按此 h 通过调节合成产物CAB溶液的酸度，用乌氏黏 反应条件放大实验，实验结果令人满意。 度计对其黏度进行测量，并通过转换计算，结果如表 (2)性能测试显示，月桂酰胺丙基甜菜碱具有 ?70? 2002年全国第十一次工业表面活性剂技术经济与应用开发会议论文集 1995，(1):42—53(很好的起泡、稳泡、增稠性能，且与香波中各组分的 [6]孙荣锦(烷基酰胺型甜菜碱的开发利用[J](今日科技，1993， 相容性好，其用量最好是4,一5,。 (2):4( [7] 陆光崇(纯椰油酰胺基丙基甜菜碱不会引起皮肤过敏[J](日 4应用 用化学品科学，1998，(5):36。 此合成方法由澄海兄弟精细化工厂进行了中 [8] 王宝林，曲德仁，张新春(烷基酰胺丙基甜菜碱的合成、性能及 应用[J](表面活性剂工业，1993，(1):31—36( 试，并已投人生产，取得了较好的经济效益。 [9]赵根妹，董晓雯，张剑平，等(椰油酰胺丙基甜菜碱的合成工艺 [J](上海工业大学学报，1994，15(2):180一183(参考文献: [10]李宗石，刘平芹，徐明新(表面活性剂合成与工艺(第2版) [1] 梁梦兰(表面活性剂和洗涤剂——制备性质应用[M](北京: [M](北京:中国轻工业出版社，1995(283—284( 科学技术文献出版社，1990(196( for [11]《中国化工产品大全》编委会(中国化工产品大全(第2版) David R world market surfactants dean:the [2] K8rsa(comeing [M](北京:化学工业出版社，1998(1500([J](chemi8try&IndustTy，1998，(17):68s一691( Alexander [12] 方奕文，林培鹏，卢峰(?，?(二甲基一7?(月桂酰基(1，3(丙二and [3] (Betaine—pmperties，production Papplications[J]( cosmelics 胺的合成[J](精细化工，200l，18(2):438—439(chemical soap specialities，1985，(8):54( E surfactantss 咖cture — aA B，R0bert [4] Raymond s(Amphoteric 作者简介:方奕文(1968一)，男，广东潮州人，汕头大学副 fullction chemical study[J](so印cosmetics specialities，1990， 教授，硕士学位，1993年毕业于华南理工大学，主要从事化 (4):46( 妆品的教学和研究工作，电话:0754—2902740。 wemer 0f for mild surfactants Personal [5] skryp盥k(characterization care cosMEr兀CS—cHINA sPEcIAL Product8f J](EuRO ，ISSuE and of BetaineSynthesis Laurylamidopropyl Property FANG Yi—wen，UN Pei—peng，LU feng (Depan眦眦妒观em蠡,ry，S危omou‰如er5i,)，，5矗on,ou515063 ，C矗 溉) betain was and sodium Abstract:Laurylamidopmpyl synthetized with?，?一dimethyl一??一laumyl一1，3-propyldiamine of chloracetate(The of was discussed acidity conditions reaction reaction time and optimum by changing tempemture，reaction sodium the of such as foam and thickness ，and product stability were chloracetatecapabilities ，foam studied(The property results of is showed出at active material content is when reaction 70?，reaction (30(O?1(6), temperature product of foam time is 5 h and sodium chloracetate is 6(0(It is the and thickness of pH highest(Foam stability propeny， product of is excellent(between components all betain and other shampoo are good(Compatibility laurylamidopmpyl Key words:?，?一dimethyl一??一lauroyl一1，3一propyldiamine;laurylamidopropyl betain;property (上接第61页) of DeriVatiVe Aminoacetate Cationic Surfactants Study oligomer GUO Li—hual'2Xiang—fen91?-，CHEN Hua(qunl，JIA (1((流em如nZ Su咖c,ommd瑚,可D印口凡，聊n,，Q幻流钟r‰西e珂渺，Q幻i^钟r 161006，Chin口;2(,口据点巧如6DrmD可Q厂咖?d 用耽 116012，C九i眦)Gkmic以，D“池n‰抽ers毋可扎c^?如gy，D?,洫n with 2一ethanediol bis of Abstract: l， dimethyldodecylamine (chlomacetate)， Through ?(alkylation of kinds tetrakis(chloIDacetate)，three cationic tris(chloracetate)，and pentaerythrite oIigomer su—trihydroxymethylpropane of thesemolecular and were structures (SAA2 SAA3) synthesized respectively(The Iactants(SAAl 1and IR surfactants values of surfactants were HNMR CMC SAA3characterized and bv spectm(The SAAl，SAA2 0—4 moL,L conventional were 1(2×1than that of and respectively，lower coITesponding 9(1×10—4，6(4×10,4 foam were surfactant mmoL,L)(Their single—tailed powers SAA0[H25c12N(cH3)2CH2C00C2H5]+Cl一(8(9 162， of 167 and 163 mm that than mm)(respectivelv，higher SAA0(157 ammonium words:aminoacetate salt;cationic surfactants;chloroacetate;Key derivative;oligomer quatemary dimethyldodecylamine;surf如e activitv