[发明专利]用于制备基于脂肪酰基酰氨基羧酸的表面活性剂的方法

说明书

发明背景。

发明领域

本发明涉及制备脂肪酰基酰氨基羧酸的表面活性剂的方法。

相关领域

脂肪酰基酰氨基羧酸盐是合意的表面活性剂。它们具有良好的水溶性、良好的去污性和发泡性。最特别的是，它们对皮肤温和。不幸的是，它们的使用量与程度因其生产昂贵而受到限制。

获得脂肪酰基酰氨基羧酸盐的最传统和目前商业化的途径见于美国专利US 6,703,517（Hattori等人）。通过使氨基酸与活化的脂肪酸衍生物，尤其是脂肪酰氯反应实现合成。这种方法要求摩尔当量的碱以去除该反应的氯化氢副产物。与副产物一起存在明显的废弃物处理问题，并且增加的氯化物成本不能完全回收。

美国专利US 7,439,388 B2（Harichian等人）描述了一种方法，其中以高产率将伯酰氨基醇氧化成相应的酰氨基羧酸。示例是通过使用位阻硝基氧(nitroxide)催化剂介导将椰油单乙醇酰胺转化为N-椰油酰基甘氨酸。

WO 2008/019807 A1（Clariant International Ltd.）描述了通过使用过渡金属催化剂，特别是在二氧化钛纳米级催化剂上的金氧化脂肪酸单乙醇酰胺制备酰基甘氨酸盐的方法。

直接酯化和酯交换是此前也已经研究过的途径。美国专利申请公开号2006/0239952 A1（Hattori）描述了通过碱性物质如氢氧化钠或氢氧化钾催化的在中性氨基酸与长链脂肪酸之间的反应。例如，甘氨酸与月桂酸之间的反应制造酰化产物月桂酰甘氨酸和月桂酰甘氨酰甘氨酸。显著副产物包括非酰化形式，如甘氨酰甘氨酸和甘氨酰二酮哌嗪（glycyldiketopiperazine），以及未反应的甘氨酸。该反应据称是高效的（酰化形式的产率），但是这样的结果是由于月桂酸原材料对甘氨酸的比极高。

GB 1 337 782（Rohm Gmbh）描述了制备N-酰基氨基羧酸的盐的酯交换过程。羧酸或其酰胺与含有至少三个碳原子的氨基羧酸反应，该反应在至少化学计算量（基于氨基羧酸）的成盐阳离子的存在下进行。在氨基羧酸中，仅有甘氨酸据称是不可用的，因为该过程导致显著的树脂化。但是，甘氨酸的高级同系物据称可以良好地反应；这些包括丙氨酸、β-丙氨酸、肌氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯基甘氨酸和苯基丙氨酸。溶剂如水或有机溶剂如二甲基甲酰胺据称是必要的。

DE 44 08 957 A1（BASF AG）报道了通过氨基羧酸的固体无水碱金属盐的悬浮液和适当的羧酸或酯的反应制备N-酰基氨基羧酸。向悬浮液中添加催化量的强碱以促进该反应。示例是在摩尔当量的氢氧化钠的存在下一起加热在200℃下熔融的等摩尔量（equimolar）的月桂酸和无水肌氨酸钠的反应。尽管产率高，但是所得产物高度着色。

日本专利申请JP 57/058,653（Ota）报道了通过使相应的氨基酸与酯反应制造N-酰基氨基酸的方法。示例性的酯包括月桂酸甲酯、硬脂酸甲酯和脂肪酸甘油酯，如甘油三乙酸酯、甘油三月桂酸酯和甘油三硬酯酸酯。尽管溶剂据说并非总是必要的，所有实施例均采用了极性溶剂如乙腈、二甲亚砜或N,N-二甲基甲酰胺。

已知的酯化或酯方法过程均存在缺点。许多方法要求相对高的温度和/或强碱以促进反应。这些条件促进了氨基酸与其本身的副反应而不是与脂肪酰化试剂的反应。这些竞争反应浪费了昂贵的氨基酸起始反应物并需要去除清理步骤。也不利地影响了产率。此外，已知领域中反应的必要条件对于最简单的氨基酸例如甘氨酸来说太过苛刻。

提供制备C₈-C₂₂酰基甘氨酸及其盐的方法，该方法包括：

(i) 使甘氨酸或其盐与脂肪酸酯的混合物在介质中反应，该介质选自甘油、丙二醇和其组合，和其中所述混合物的pKa为9.5-13；

(ii) 加热该混合物以形成C₈-C₂₂酰基甘氨酸及其盐；和

(iii) 回收在反应所得物质中的C₈-C₂₂酰基甘氨酸及其盐。

发明详述

现在相对柔和的酯交换反应已经获得了C₈-C₂₂酰基甘氨酸游离酸及其盐的良好产率。获得该产物的重要因素是使用甘油（丙三醇）、丙二醇或组合作为反应介质。