[发明专利]一种环硅氧烷改性谷氨酸及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环硅氧烷改性谷氨酸及其制备方法，其步骤为：在搅拌下，在谷氨酸的水溶液中加入氢氧化钠溶液进行中和，中和结束后，将烯丙基缩水甘油醚滴加至反应体系中，滴加完后继续反应一定时间，反应完毕，将所得溶液进行减压蒸馏去除水分，得到2‑羟基‑3‑烯丙氧基谷氨酸双钠盐；将所述2‑羟基‑3‑烯丙氧基谷氨酸双钠盐与七甲基环四硅氧烷与催化剂加入反应釜中，在低碳醇溶剂存在下反应，反应完成后，蒸除低碳醇溶剂，得到所述的改性谷氨酸。本发明提供的环硅氧烷改性谷氨酸作为一种新的改性谷氨酸，比现有烷烃改性谷氨酸具有更高的表面活性，其工艺过程简而不烦，且成本低廉。

技术领域

本发明属于化学化工技术领域，具体涉及一种环硅氧烷改性谷氨酸及其制备方法。

背景技术

谷氨酸是世界上产量最大的氨基酸，因其具有良好的增鲜性能、滋补性能、改善智力发育等性能，广泛的应用于食品、医疗、化妆品等领域。谷氨酸由于具有良好的亲水性，可以用于表面活性剂的合成，目前，合成的主要是N-脂肪酰基谷氨酸表面活性剂，所用的疏水链是烷烃，而利用环硅氧烷对谷氨酸进行改性未见报道。

由于有机硅表面活性剂具有低的表面张力，良好的铺展和润湿性及热稳定等特点，使其在聚氨酯泡沫产品、纺织、油漆和涂料、化妆品以及农药领域获得了广泛的应用。按照分子结构，有机硅表面活性剂可分为三硅氧烷型，梳型，ABA嵌段型和环型结构。

现有制备的改性谷氨酸主要是通过烷烃改性，由于其表面张力在30mN/m以上，影响其应用范围，因此需要开发一种高表面活性的改性谷氨酸。

发明内容

本发明首要任务在于提供一种比现有烷烃改性谷氨酸表面活性更高的环硅氧烷改性谷氨酸。

本发明的另一个任务在于提供一种环硅氧烷改性谷氨酸的制备方法。

为实现本发明的目的，本发明提供的具体技术方案是：一种环硅氧烷改性谷氨酸，其结构式如下：

在本发明的一个具体实施例中，该环硅氧烷改性谷氨酸的水溶液的最低表面张力为29mN/m；在水溶液中临界胶束浓度为350mg/L。

为实现本发明的另一个目的，本发明提供的技术方案是：一种环硅氧烷改性谷氨酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)2-羟基-3-烯丙氧基谷氨酸双钠盐的制备

将谷氨酸称量至反应釜中，加入去离子水溶解，在搅拌下加入氢氧化钠溶液进行中和，中和结束后，在一定温度下，将烯丙基缩水甘油醚滴加至反应体系中，滴加完后继续反应一定时间，反应完毕，将所得溶液进行减压蒸馏去除水分，得到2-羟基-3-烯丙氧基谷氨酸双钠盐；

(2)环硅氧烷改性谷氨酸的制备

以步骤(1)得到2-羟基-3-烯丙氧基谷氨酸双钠盐与七甲基环四硅氧烷及催化剂加入反应釜中，在低碳醇溶剂存在下反应，并且控制低醇溶剂存在下的反应温度和反应时间，反应完成后，蒸除低碳醇溶剂，得到环硅氧烷改性谷氨酸。

在本发明的一个优选方式中，所述步骤(1)中，谷氨酸与氢氧化钠及烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1:2:1；控制反应温度为20～80℃；控制滴加时间为0.5～4h，控制滴加后反应时间为1～20h。

在本发明的一个优选方式中，所述步骤(1)中，氢氧化钠溶液的质量浓度为10～40％。

在本发明的一个优选方式中，所述步骤(2)中，2-羟基-3-烯丙氧基谷氨酸双钠盐与七甲基环四硅氧烷的摩尔比为1：1，控制低碳醇溶剂存在下的反应温度和反应时间是将反应温度控制为低碳醇溶剂的回流温度，将反应时间控制为1～40h；所述低碳醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中任意一种。