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CN108211987B - 一种由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂及其制备方法 - Google Patents

一种由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂及其制备方法 Download PDF

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CN108211987B CN201711415840.4A CN201711415840A CN108211987B CN 108211987 B CN108211987 B CN 108211987B CN 201711415840 A CN201711415840 A CN 201711415840A CN 108211987 B CN108211987 B CN 108211987B
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Abstract

本发明公开了一种由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂及其制备方法。以未保护的葡萄糖与烷基伯胺在常温～70℃下，经还原胺化反应得到单头基的葡萄糖烷基胺，四氢呋喃中再与草酰氯在25～50℃反应0.5～2小时，以氢型001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂除杂，蒸去四氢呋喃得到由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂。合成工艺简单，设备要求低，适合工业化生产。

Description

一种由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂及其制备 方法
技术领域
本发明涉及表面活性剂领域，具体涉及一种由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂及其制备方法。
背景技术
葡萄糖基表面活性剂是以淀粉、壳聚糖、葡萄糖和脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺等天然生物质资源合成的绿色表面活性剂，目前其中的大部分品种已经得到市场的广泛认可。由于采用具有多元醇结构的糖类作为亲水头基，因此，葡萄糖基表面活性剂除了表现出表面活性高、对皮肤和眼睛等组织器官温和无刺激作用、生物相容性好等特点外，还有着优良的生态学、毒理学性质和生物安全特性。然而普通的葡萄糖基单链表面活性剂由于水溶性差，在实际应用中受到一定的限制，因此，近年来以糖类物质开发了许多烷基糖苷型、烷基糖(酰)胺型(中国专利104084084A)、脂肪酸糖酯型(中国专利103623744A)和特种糖基非离子型(中国专利200410092453.8，中国专利200410092452.3，中国专利104072563A)双子表面活性剂，尽管这些糖基双子表面活性剂具有表面活性高、呈现出复杂的聚集行为、相转变行为等自组装的性能，生物安全性好和易于生物降解的特点，原料为天然可再生资源，绿色安全，对生态环境的负荷低，有着广泛的应用价值和发展前途。然而，在糖基双子表面活性剂的制备过程中，往往需要对糖基体的非选择性基团进行相关的保护和脱保护处理，从而会造成合成路线繁杂，反应时间较长、纯化分离困难，产率也较低，因此，糖基双子表面活性剂大多目前还主要处于实验室研究阶段，不具备市场化应用。
发明内容
针对现有糖基双子表面活性剂制备的上述缺陷，申请人经过研究改进，提供一种由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂及其制备方法。直接以未保护的葡萄糖和烷基伯胺作为起始原料，首先在温和条件下合成单头基的葡萄糖烷基胺中间体，再以草酰氯为联接试剂制备具有二聚结构的糖基双子表面活性剂。利用草酰氯的高反应活性将两个普通的单链葡萄糖烷基胺表面活性剂分子联接，解决了糖基双子表面活性剂制备技术中目前普遍存在的上述缺陷。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂，其特征结构为：
Figure BDA0001521934480000021
其中，R为C8H17、C10H21、C12H25、C14H29、C16H33、C18H37的烷基。
本发明还提供一种由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂的制备方法，其具体步骤包括：
(1)以未保护的葡萄糖和烷基伯胺(C8～C18)作为起始原料，其摩尔比为1:1～1.2，在甲醇溶剂中，常温～70℃搅拌反应6～24小时后，冷却至5～10℃，过滤析出的固体物，再用乙醇进行重结晶，得到如下结构的单头基的葡萄糖烷基胺中间体，
其中，R为C8H17、C10H21、C12H25、C14H29、C16H33、C18H37的烷基。
(2)以草酰氯为联接试剂，上述的单头基的葡萄糖烷基胺中间体同草酰氯的摩尔比为2.0～2.2，以无水四氢呋喃作溶剂，搅拌下将草酰氯缓慢滴加到单头基的葡萄糖烷基胺的无水四氢呋喃的悬浮液中，控制反应温度25～50℃，控制反应时间0.5～2小时。之后，向反应混合物中滴加与单头基的葡萄糖烷基胺等摩尔量的三乙胺，维持反应温度不超过50℃，继续搅拌反应2～5小时。将反应混合物冷却至5～10℃，析出固体颗粒，过滤除去，滤液即为含有葡萄糖基双子表面活性剂的粗产品的四氢呋喃溶液。
(3)向上述得到的葡萄糖基双子表面活性剂粗产品的四氢呋喃溶液中加入其体积的30％～50％的氢型001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，常温(通常指25℃)搅拌2～3小时，之后，过滤除去该阳离子交换树脂，滤液在水浴不超过40℃的加热条件下减压旋蒸除去溶剂四氢呋喃，得到白色至稍带淡黄色的粉末，即为具有二聚结构的由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂。
按照本发明所述的制备方法与现有技术相比，具有以下优点及突出性成果：反应条件温和，反应温度低(25～50℃)，反应时间短(2.5～7小时)，合成工艺简单，不需要高温高压设备，能耗低，葡萄糖不需要保护和脱保护、产物分离纯化简单，很有工业化前景。
附图说明
图1是葡萄糖基十二烷基双草酰胺的傅里叶红外光谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，但本发明不受这些所限。
实施例1
将36.12g(200mmol)的D-葡萄糖、40.78g(220mmol)的十二胺和300mL甲醇一次性加入500mL三口烧瓶中，控制温度30℃，搅拌反应8小时，随着反应进行，析出大量白色颗粒状物质。冷却至5℃，过滤得到67.2g固体物，再用150mL无水乙醇进行重结晶一次，真空干燥后得到62.5g白色固体颗粒物质葡萄糖十二烷基胺，产率为90％，熔点105.9-106.5℃。
将6.1512g(17.6mmol)葡萄糖十二烷基胺，20mL无水四氢呋喃加入50mL的烧瓶中，磁力搅拌，在30℃下将1.016g(8.4mmol)草酰氯10分钟内缓慢滴加至烧瓶中。在草酰氯滴加完成时，原悬浮液变成澄清透明淡黄色溶液。控制反应温度30℃，继续反应时间1小时。之后，向反应混合物中滴加三乙胺1.78g(17.6mmol)，维持反应温度不超过50℃，继续搅拌反应2小时。将反应混合物冷却至5℃，析出固体颗粒，过滤除去。
向上述得到的滤液中加入10mL颗粒状的氢型001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，25℃下搅拌2小时以吸附未反应的葡萄糖十二烷基胺和三乙胺，之后，过滤除去该阳离子交换树脂，滤液在水浴不超过40℃的加热条件下减压旋蒸除去溶剂四氢呋喃，得到淡黄色粉末4.256g，产率67.6％。
附图1的傅里叶红外光谱图显示出酰胺结构，证明为具有二聚结构的由草酰胺基团联接的双葡萄糖基十二烷基草酰胺，其0.001％的水溶液表面张力为29.8mN/m，表现出双子表面活性剂的特征。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂，其特征在于具有如下所示的分子 结构：
Figure FDA0002141654260000011
其中，R为C8H17、C10H21、C12H25、C14H29、C16H33、C18H37的烷基。
2.一种权利要求1所述的分子结构的由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂的制备方法，其包括如下步骤：
(1)以未保护的葡萄糖和C8 ～ C18 的 烷基伯胺摩尔比为1:1～1.2，在甲醇溶剂中，常温～70℃搅拌反应6～24小时后，冷却至5～10℃，过滤析出的固体物，再用乙醇进行重结晶，得到如下结构的单头基的葡萄糖烷基胺中间体，
Figure FDA0002141654260000012
其中，R为C8H17、C10H21、C12H25、C14H29、C16H33、C18H37的烷基；
(2)以草酰氯为联接试剂，上述的单头基的葡萄糖烷基胺中间体同草酰氯的摩尔比为2.0～2.2，以无水四氢呋喃作溶剂，搅拌下将草酰氯缓慢滴加到单头基的葡萄糖烷基胺的无水四氢呋喃的悬浮液中，反应温度25～50℃，反应时间0.5～2小时， 之后，向反应混合物中滴加与单头基的葡萄糖烷基胺等摩尔量的三乙胺，维持反应温度不超过50℃，继续搅拌反应2～5小时， 将反应混合物冷却至5～10℃，析出固体颗粒，过滤除去；
(3)向得到的滤液中加入其体积的30％～50％的氢型001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，在 25℃搅拌2～3小时，之后，过滤除去该阳离子交换树脂，滤液在水浴不超过40℃的加热条件下减压蒸馏除去溶剂四氢呋喃，得到白色至稍带淡黄色的粉末，即为具有二聚结构的由草酰胺基团联接的葡萄糖基双子表面活性剂。
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