微波法制備脂肪酸單乙醇酰胺馬來酸雙酯的方法
【技術領域】
[0001] 本發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】
[0002] 不對稱Gemini表面活性劑(又稱為雜雙子表面活性劑)結構中包含不同長度的 烷烴主鏈、不同化學結構的頭基和多種多樣的聯接鏈，這也就意味著它們在分子結構上的 可調控因素比對稱結構的Gemini表面活性劑還要豐富。但不對稱Gemini表面活性劑合成 路線較為復雜，生產成本較高也使其應用及市場推廣受到了一定程度的限制，難以實現大 規工業化生產。因此，采用價格低廉的原料簡化其制備工藝已成為研究不對稱Gemini表面 活性劑首要任務之一。
[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范圍內具有良好的 化學穩定性，優異的分散、增溶、增稠以及潤滑作用，其生物降解率達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致電介質整體受熱，熱從材料內 部產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收率高，副反應少，選 擇性強，產品易純化，反應時間可以從數小時縮短到幾分鐘并且清潔、耗能少、操作簡便。本 發明利用微波法，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 免了傳統油浴加熱反應時間長，反應條件苛刻，反應中原料易升華，原料和產物易發生氧化 反應，產品色澤較差等缺點，具有良好的市場應用性。
【發明內容】
[0004] 本發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、反應時間短。
[0005] 本發明所采用的技術方案為： 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： 由以下步驟實現： 步驟一:取24.3~32.7質量份的脂肪酸單乙醇酰胺與25.74~31.46質量份的十二醇馬 來酸單酯，加入到三口燒瓶中，加入0.5~1.5質量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫 30min，并充分攪拌至反應原料全部溶解； 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，調節 反應溫度為150°C~170°C，反應功率為600W~900W，反應時間25min~40min;用質量分數為 30%的NaOH水溶液調節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] 本發明具有以下優點： 本發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，酯化率可以達到95%。本方法避免了傳統油浴加熱反應時間長、反應條件苛亥lj、反應中 原料易升華、原料和產物易發生氧化反應、產品色澤較差等缺點，具有良好的市場應用性。
【具體實施方式】
[0008] 下面結合【具體實施方式】對本發明進行詳細的說明。
[0009] 本發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行雙酯化反應形成兩條疏水鏈，得到Gemini表面活性劑中 間體，其反應方程式為：
具體由以下步驟實現： 步驟一:取24.3~32.7質量份的脂肪酸單乙醇酰胺與25.74~31.46質量份的十二醇馬 來酸單酯，加入到三口燒瓶中，加入0.5~1.5質量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫 30min，并充分攪拌至反應原料全部溶解； 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 進行雙酯化反應，調節反應溫度為150°C~170°C，反應功率為600W~900W，反應時間25min ~40min;用質量分數為30%的NaOH水溶液調節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] 實施例1: 步驟一:取24.3質量份的脂肪酸單乙醇酰胺與31.46質量份的十二醇馬來酸單酯，加入 到三口燒瓶中，加入0.5質量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫30min，并充分攪拌至反 應原料全部溶解； 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，調節 反應溫度為170°C，反應功率為600W，反應時間40min;用質量分數為30%的NaOH水溶液調節 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] 實施例2: 步驟一：取28.17質量份的脂肪酸單乙醇酰胺與30.25質量份的十二醇馬來酸單酯，加 入到三口燒瓶中，加入1.2質量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫30min，并充分攪拌至 反應原料全部溶解； 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，調節 反應溫度為165°C，反應功率為750W，反應時間30min;用質量分數為30%的NaOH水溶液調節 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 實施例3: 步驟一:取32.7質量份的脂肪酸單乙醇酰胺與25.74質量份的十二醇馬來酸單酯，加入 到三口燒瓶中，加入1.5質量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫30min，并充分攪拌至反 應原料全部溶解； 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，調節 反應溫度為150°C，反應功率為900W，反應時間25min;用質量分數為30%的NaOH水溶液調節 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構檢測結果如下： 紅外檢測結果:3444 cnf1處為酰胺氫的吸收峰;2854和2924 cnf1處為甲基和亞甲基的 伸縮振動吸收峰；1593 cnf1處為酰胺吸收峰；2668和1733 cnf1處出現酯羰基特征吸收峰； 1281和1212 cnf1處為酯中-C-0-C-的不對稱伸縮振動吸收峰。
[0017] 核磁檢測結果：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] 本發明的內容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本發明說明書 而對本發明技術方案采取的任何等效的變換，均為本發明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
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： 由以下步驟實現： 步驟一:取24.3~32.7質量份的脂肪酸單乙醇酰胺與25.74~31.46質量份的十二醇馬 來酸單酯，加入到三口燒瓶中，加入0.5~1.5質量份的硼酸為催化劑，升溫至90°C，恒溫 30min，并充分攪拌至反應原料全部溶解； 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，調節 反應溫度為150°C~170°C，反應功率為600W~900W，反應時間25min~40min;用質量分數為 30%的NaOH水溶液調節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. 根據權利要求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親水基和兩個疏水鏈，與傳統的單頭（親水基）單尾（疏水基）表面活性劑相比，性能優良，是一種新型高效的表面活性劑。本發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；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；最后調節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95%。本發明基于價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油浴加熱反應時間長、反應條件苛刻、反應中原料易升華、原料和產物易發生氧化反應、產品色澤較差等缺點。
【IPC分類】C07C231/12, C07C233/20, C07C233/18
【公開號】CN105503636
【申請號】CN201510949911
【發明人】呂斌, 王泓棣, 馬建中, 翟蕊
【申請人】陜西科技大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月18日