CN103613509B - 一种十二烷基甜菜碱的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种十二烷基甜菜碱的合成方法，通过先制备二甲基十二烷基，再将二甲基十二烷基与氯乙酸和氢氧化钠溶液反应，并用盐酸处理的途径获得十二烷基甜菜碱。本发明方法节能、环保，产物产率高、纯度高，十二烷基甜菜碱收率可达97.75%，产物纯度可以达到99.97%。
Description
技术领域
本发明涉及一种十二烷基甜菜碱的合成方法，属于精细化工领域。
背景技术
十二烷基甜菜碱是一种性能优良的两性型离子表面活性剂，是两性表面活性剂中发展较早、用量较大的品种之一。十二烷基甜菜碱能与各种类型染料、表面活性剂及化妆品原料配伍；对次氯酸钠稳定，不宜在100℃以上长时间加热，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，配伍性良好。十二烷基甜菜碱对皮肤刺激性低，生物降解性好，具有优良的去污杀菌、柔软性、抗静电性、耐硬水性和防锈性，广泛应用于配制香波、泡沫浴、敏感皮肤制剂、儿童清洁剂等领域中，也可用作纤维、织物的柔软剂和抗静电剂、钙皂分散剂、杀菌消毒洗涤剂及橡胶工业的凝胶乳化剂、兔羊毛缩绒剂、灭火泡沫剂等，亦是农药草甘膦的增效剂。
目前，十二烷基甜菜碱的制备方法主要由两种：一是从天然甜菜蜜糖中提取；二是化学合成法制备。前者由于原料的限制及生产工艺操作复杂而在推广应用上有很大的局限性，后者通常采用氯乙酸、三甲胺和强氧化钠为原料制备，但是产物甜菜碱中混杂着大量的氯化钠，分离提纯比较困难且费时费力，产率比较低，在70～80%之间。
发明内容
本发明针对现有十二烷基甜菜碱合成工艺中存在的分离纯化困难、产品纯度低、生产成本高的缺点，提供一种节能、环保、产率高、纯度高的一种十二烷基甜菜碱的合成方法。
本发明是通过下述技术方案实现的：
（1）二甲基十二烷基胺制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入十二烷基胺和乙醇，搅拌溶解；在25～30℃下滴加甲酸，升温至40℃并在该温度下滴加甲醛溶液，滴加甲醛完毕后升温回流，反应至没有二氧化碳气体逸出；冷却至室温后，滴加1mol/L氢氧化钠溶液调节反应液pH为8.5～9.0；将物料移入分液漏斗中，加入水分离洗涤，无水硫酸钠干燥后得二甲基十二烷基胺；
（2）十二烷基甜菜碱制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入氯乙酸，在30～40℃条件下搅拌滴加氢氧化钠溶液，然后滴加步骤1中制得的二甲基十二烷基胺，升温至75～85℃，搅拌反应2h，得到十二烷基甜菜碱溶液；
（3）十二烷基甜菜碱提纯：将步骤2中所得十二烷基甜菜碱溶液用过量的浓盐酸处理，过滤后得到滤饼，滤饼在乙醇-乙醚混合液中重结晶得烷基甜菜碱的盐酸盐，将烷基甜菜碱盐酸盐溶于蒸馏水中通过717型强碱性离子交换树脂，蒸馏脱去水再在乙醇-乙醚中重结晶3次后真空干燥得纯的十二烷基甜菜碱。
优选的，上述步骤1中，所述的乙醇、甲酸和甲醛的体积浓度分别为90%、80%、35%，乙醇加入的体积为25ml～40ml。
优选的，上述步骤1中，所述的十二烷基胺、甲酸和甲醛的摩尔比为：1：2～4:6～8。
优选的，上述步骤2中，氯乙酸、氢氧化钠溶液和二甲基十二烷基胺的摩尔比为：1:1:1，所述的氢氧化钠的浓度为1.5～2.0mol/L。
优选的，上述步骤3中，乙醇-乙醚混合液中，乙醇和乙醚的体积比为1：20。
本发明所述的十二烷基甜菜碱的合成方法，产物分离比较容易，且产物的纯度较高，十二烷基甜菜碱收率可达97.75%，产物纯度可以达到99.97%。
具体实施方式
实施例1：（1）二甲基十二烷基胺制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入1mol十二烷基胺和30ml 体积分数为90%的乙醇，搅拌溶解；在25～30℃下滴加3mol 体积分数为80%的甲酸，升温至40℃并在该温度下滴加7mol 体积分数为35%的甲醛溶液，滴加甲醛完毕后升温回流，反应至没有二氧化碳气体逸出；冷却至室温后，滴加1mol/L氢氧化钠溶液调节反应液pH为8.5～9.0；将物料移入分液漏斗中，加入水分离洗涤，无水硫酸钠干燥后得二甲基十二烷基胺；（2）十二烷基甜菜碱制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入1mol氯乙酸，在30～40℃条件下搅拌滴加1mol浓度为1.8mol/L的氢氧化钠溶液，然后滴加1mol步骤1中制得的二甲基十二烷基胺，升温至75～85℃，搅拌反应2h，得到十二烷基甜菜碱溶液；（3）十二烷基甜菜碱提纯：将步骤2中所得十二烷基甜菜碱溶液用过量的浓盐酸处理，过滤后得到滤饼，滤饼在乙醇-乙醚（体积比为1：20）混合液中重结晶得烷基甜菜碱的盐酸盐，将烷基甜菜碱盐酸盐溶于蒸馏水中通过717型强碱性离子交换树脂，蒸馏脱去水再在乙醇-乙醚中重结晶3次后真空干燥得纯的十二烷基甜菜碱。产物纯度为99.97%，收率为97.75%。
实施例2：
（1）二甲基十二烷基胺制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入1mol十二烷基胺和25ml 体积分数为90%的乙醇，搅拌溶解；在25～30℃下滴加2mol 体积分数为80%的甲酸，升温至40℃并在该温度下滴加6mol 体积分数为35%的甲醛溶液，滴加甲醛完毕后升温回流，反应至没有二氧化碳气体逸出；冷却至室温后，滴加1mol/L氢氧化钠溶液调节反应液pH为8.5～9.0；将物料移入分液漏斗中，加入水分离洗涤，无水硫酸钠干燥后得二甲基十二烷基胺；（2）十二烷基甜菜碱制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入1mol氯乙酸，在30～40℃条件下搅拌滴加1mol浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液，然后滴加1mol步骤1中制得的二甲基十二烷基胺，升温至75～85℃，搅拌反应2h，得到十二烷基甜菜碱溶液；（3）十二烷基甜菜碱提纯：将步骤2中所得十二烷基甜菜碱溶液用过量的浓盐酸处理，过滤后得到滤饼，滤饼在乙醇-乙醚（体积比为1：20）混合液中重结晶得烷基甜菜碱的盐酸盐，将烷基甜菜碱盐酸盐溶于蒸馏水中通过717型强碱性离子交换树脂，蒸馏脱去水再在乙醇-乙醚中重结晶3次后真空干燥得纯的十二烷基甜菜碱。产物纯度为99.85%，收率为97.24%。
实施例3：
（1）二甲基十二烷基胺制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入1mol十二烷基胺和40ml 体积分数为90%的乙醇，搅拌溶解；在25～30℃下滴加4mol 体积分数为80%的甲酸，升温至40℃并在该温度下滴加8mol 体积分数为35%的甲醛溶液，滴加甲醛完毕后升温回流，反应至没有二氧化碳气体逸出；冷却至室温后，滴加1mol/L氢氧化钠溶液调节反应液pH为8.5～9.0；将物料移入分液漏斗中，加入水分离洗涤，无水硫酸钠干燥后得二甲基十二烷基胺；（2）十二烷基甜菜碱制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入1mol氯乙酸，在30～40℃条件下搅拌滴加1mol浓度为1.5
2mol/L的氢氧化钠溶液，然后滴加1mol步骤1中制得的二甲基十二烷基胺，升温至75～85℃，搅拌反应2h，得到十二烷基甜菜碱溶液；（3）十二烷基甜菜碱提纯：将步骤2中所得十二烷基甜菜碱溶液用过量的浓盐酸处理，过滤后得到滤饼，滤饼在乙醇-乙醚（体积比为1：20）混合液中重结晶得烷基甜菜碱的盐酸盐，将烷基甜菜碱盐酸盐溶于蒸馏水中通过717型强碱性离子交换树脂，蒸馏脱去水再在乙醇-乙醚中重结晶3次后真空干燥得纯的十二烷基甜菜碱。产物纯度为98.93%，收率为97.11%。
上述实例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种十二烷基甜菜碱的合成方法，其特征在于，制备步骤如下：(1)二甲基十二烷基胺制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入十二烷基胺和乙醇，搅拌溶解；在25～30℃下滴加甲酸，升温至40℃并在该温度下滴加甲醛溶液，滴加甲醛完毕后升温回流，反应至没有二氧化碳气体逸出；冷却至室温后，滴加1mol/L氢氧化钠溶液调节反应液pH为8.5～9.0；将物料移入分液漏斗中，加入水分离洗涤，无水硫酸钠干燥后得二甲基十二烷基胺；
(2)十二烷基甜菜碱制备：向装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的反应容器中加入氯乙酸，在30～40℃条件下搅拌滴加氢氧化钠溶液，然后滴加步骤1中制得的二甲基十二烷基胺，升温至75～85℃，搅拌反应2h，得到十二烷基甜菜碱溶液；
(3)十二烷基甜菜碱提纯：将步骤2中所得十二烷基甜菜碱溶液用过量的浓盐酸处理，过滤后得到滤饼，滤饼在乙醇-乙醚混合液中重结晶得烷基甜菜碱的盐酸盐，将烷基甜菜碱盐酸盐溶于蒸馏水中通过717型强碱性离子交换树脂，蒸馏脱去水再在乙醇-乙醚中重结晶3次后真空干燥得纯的十二烷基甜菜碱；
上述的步骤2中，氯乙酸、氢氧化钠溶液和二甲基十二烷基胺的摩尔比为：1:1:1，所述的氢氧化钠的浓度为 1.5～2.0mol/L；
上述的步骤3中，乙醇-乙醚混合液中，乙醇和乙醚的体积比为1：20。
2.根据权利要求1所述的十二烷基甜菜碱的合成方法，其特征在于，所述的步骤1中，乙醇、甲酸和甲醛的体积浓度分别为90%、80%、35%，乙醇加入的体积为25ml～40ml。
3.根据权利要求1所述的十二烷基甜菜碱的合成方法，其特征在于，所述的步骤1中，十二烷基胺、甲酸和甲醛的摩尔比为：1：2～4:6～8。
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