N－油酰肌氨酸的合成研究

周真明 赵钰红

（四川省天然气化工研究院，成都，610212）

N－油酰肌氨酸的合成研究

周真明 赵钰红

（四川省天然气化工研究院，成都，610212）

介绍了一种合成N－油酰基肌氨酸的方法:先以油酸、三氯化磷合成油酰氯，再与肌氨酸钠经Schotten－banmann缩合，获得N－油酰肌氨酸钠，经酸化得到N－油酰肌氨酸。讨论了影响反应的各种因素。产品质量:酸值155－165mgKOH，收率以油酸计可达86．76%。

油酸 油酰基肌氨酸 合成

1 前言

N－油酰肌氨酸，别名:油酰替肌氨酸，英文名称:N－Oleoyl sarcosine acid；分子式:C21H39O3N，结构式:C17H33COCH3NCH2COOH，CAS号:110－25－8，分子量:353，物化性质:棕红色油状液体。本品是一种高效油用防锈添加剂、无灰型缓蚀剂和良好的表面活性剂，对人体无毒，可生物降解，广泛地应用于腐蚀抑制剂、润滑剂、燃料添加剂、发泡剂、纤维清洗剂、抗静电剂、矿物浮选、洗发剂、牙膏、皮革化工材料、化妆品和个人卫生用品等的配方中，同时也用于食品、石油制品、电镀矿物浮选以及石油开采等其他工业部门［1－7］。特别是高档香波、沐浴露等产品，同时可用于防锈侵蚀等配伍性石化产品中。

2 合成路线

2．1 以乙醇腈为原料，采用蒂曼（Timann，F．）合成法合成肌氨酸钠:

2．2 油酸与三氯化磷反应合成油酰氯:

反应后静止分去H3PO3即得。

将2．1和2．2的产物缩合，再酸化，得到目标产物:

3 实验部份

3．1 实验药品

油酸:广东光华化学厂有限公司；三氯化磷:成都科龙化工试剂厂；肌氨酸钠:自制；四氢呋喃:成都科龙化工试剂厂。

3．2 实验操作步骤

3．2．1 合成肌氨酸钠

在500mL三颈瓶加入甲胺溶液，搅拌，用冰水冷却至10℃，滴加羟基乙腈，控制温度＜15℃，约1小时加完，加完后升温至40℃，搅拌1小时，得产品甲胺基乙腈。

将以上反应液缓缓加入20%的氢氧化钠溶液中（约30min），缓缓升温至回流温度（95～100℃），回流1小时，再升温至103～104℃蒸出部分水，得30%左右的肌氨酸钠溶液。

3．2．2 合成油酰氯

在装有回流冷凝器的干燥三口烧瓶中加入一定量的油酸，缓慢滴加三氯化磷，约1小时滴完。反应2～4小时后，减压回收过量三氯化磷，即得油酰氯。

3．2．3 合成N－油酰肌氨酸

在四口烧瓶中加入肌氨酸钠、水及四氢呋喃，搅拌下缓慢滴加油酰氯和20%氢氧化钠溶液，待pH值不再下降，酸化，分相，有机相脱溶，回收四氢呋喃。得黄色至黄棕色粘稠状产品。

4 实验结果讨论

4．1 合成肌氨酸钠

影响肌氨酸钠合成的重要因素是羟基乙腈与氢氧化钠的配比和羟基乙腈的滴加温度。

4．1．1 羟基乙腈与氢氧化钠的配比

在滴加温度＜15℃，水解时间3小时，氢氧化钠浓度为20%，腈化时间为1小时的条件下，改变羟基乙腈与氢氧化钠的配比，结果如下（收率以羟基乙腈计）:

序号 甲胺（克）羟基乙腈（克）氢氧化钠（克）腈∶碱（m o l比）肌氨酸钠溶液总量（克）含量（%）收率（%）1 1 8．0 2 8．8 2 0．2 1．0 1 6 2．8 2 9．5 2 8 5．5 6 2 1 7．3 2 8．8 2 2．2 1．1 2 3 4．5 2 1．1 9 8 8．4 7 3 1 8．0 2 8．8 2 4．3 1．2 2 4 2．1 2 1．2 3 9 1．5 0 4 1 7．8 2 8．8 2 6．0 1．3 1 8 4．7 2 4．3 6 9 0．1 1 5 1 7．3 2 8．8 3 0．3 1．5 2 7 7．9 1 9．0 4 9 4．2 1 6 1 5．7 2 4．1 3 0．4 1．8 2 0 3．0 2 1．3 3 9 2．3 1

随着碱用量的加大，收率呈上升趋势，但考虑到用碱量与收率提升的成本，以羟基乙腈:氢氧化钠＝1:1．50为宜。

4．1．2 羟基乙腈的滴加温度

以羟基乙腈:甲胺＝1:1．15，羟基乙腈:氢氧化钠＝1:1．50，腈化时间为1小时，水解时间3小时，氢氧化钠浓度为20%为条件，改变滴加羟基乙腈的温度，结果如下（收率以羟基乙腈计）:

序号 甲胺（克）羟基乙腈（克）氢氧化钠（克）滴加温度（℃）肌氨酸钠量（克）含量（%）收率（%）1 1 8．0 2 8．8 3 0．3 1 3 2 0 7．2 2 4．6 0 9 0．7 4 2 1 8．0 2 8．8 3 0．2 1 7 1 6 2．8 2 9．5 2 8 5．5 6 3 1 8．0 2 8．8 3 0．3 2 3 2 1 0．0 2 2．0 2 8 2．3 2

随着滴加温度的上升，收率呈下降趋势。滴加羟基乙腈的温度以控制在＜15℃为宜。由于腈化反应是放热反应，可通过调节加料速度来控制温度。

4．1．3 优化反应条件

羟基乙腈:甲胺:氢氧化钠＝1:1．15:1．50（mol比）；羟基乙腈滴加温度:＜15℃；腈化反应温度及时间:40℃，1小时；水解反应温度及时间:95～100℃，1小时；脱水时间:以肌氨酸钠浓度为30%为准，一般需要2小时。

4．2 合成油酰氯

影响油酰氯合成的重要因素是物料配比和反应时间。

4．2．1 物料配比

为了使油酸尽可能地转换成油酰氯，采用三氯化磷过量的方式。以一定量的油酸，以不同量的三氯化磷，在60℃反应3小时，回收过量的三氯化磷，实验结果如下（收率以油酸计）:

油酸与三氯化磷配比的实验结果

从上表可以看出，随着三氯化磷量的增加，含量变化不大，收率呈上升趋势。综合考虑，以油酸:三氯化磷＝1:0．5（mol比）为宜。

4．2．2 反应时间

以油酸:三氯化磷＝1:0．5（mol比），反应温度55－60℃，改变反应时间，结果如下:（收率以油酸计）:

不同反应时间的实验结果

实验结果显示，随着反应时间的延长，油酰氯的含量和收率在3小时内变化不太，超过3小时，呈明显下降趋势。故反应时间以2小时为宜。

4．3 优化的反应条件

物料配比:油酸:三氯化磷＝1:0．5（mol比）；反应温度及时间:50－55℃，2小时。

4．3．1 N－油酰肌氨酸的合成

采用肖顿－鲍曼缩合反应进行合成。以20%氢氧化钠作缚酸剂，在水和四氢呋喃的界面上反应。

4．3．2 物料配比

将油酰氯在10～20℃下，缓慢滴加进13%的肌氨酸钠水溶液和四氢呋喃的混合体系中，维持pH值在10～11之间。改变肌氨酸钠与油酰氯的配比，结果如下:

肌氨酸钠与油酰氯不同配比的实验结果

油酰肌氨酸的合格品酸值（中和1克油酰肌氨酸消耗的KOH毫克数）应在155－165之间。结果表明，配比对最终质量有较大的影响。故选择肌氨酸钠:油酰氯＝1．0:1（摩尔比）。

4．3．3 肌氨酸钠的浓度

固定滴加温度为室温（≤20℃），滴加氢氧化钠以维持pH值10～11的条件下，缓慢滴加油酰氯，然后在室温反应1小时，改变肌氨酸钠的浓度，结果如下:

不同肌氨酸钠浓度的实验结果

可见，肌氨酸钠的浓度以15%时，产品质量最好。

4．3．4 最佳反应条件组合稳定实验

通过以上比较，我们得出最佳的条件组合:

肌氨酸钠:油酰氯＝1．0:1（摩尔比）；肌氨酸钠浓度＝15%；反应温度＝15℃；反应体系pH值＝10－11。

在四口烧瓶中加入肌氨酸钠、水及四氢呋喃，肌氨酸钠:油酰氯＝1．0:1（摩尔比），肌氨酸钠的浓度为15%，水及四氢呋喃的体积比为1∶1．8，室温（≤15℃）搅拌下缓慢滴加油酰氯和20%氢氧化钠溶液，加完搅拌一段时间，待pH值不再下降，酸化至pH值为1．2，分相，有机相脱溶，回收四氢呋喃。得黄色至黄棕色粘稠状产品。

稳定试验的实验结果

5 三废处理

将反应生成的废水用蒸馏塔先回收水中的四氢呋喃，再蒸馏水。收回的四氢呋喃与产品中回收的四氢呋喃作为原料循环使用，蒸馏回收水可用于配制肌氨酸钠溶液及碱液。残渣为氯化钠，干燥后含量为99%以上，可作直接作为工业用盐使用。

6 结论

通过实验，经上述方式合成的N－油酰肌氨酸产品质量能达到酸值155－165，无机盐（以NaCl计）小于0．5%，收率以油酸计可达到86．76%。

［1］王福海，陈博，等．硬脂酸及脂肪酸衍生物生产工艺．北京:中国轻工业出版社，1991．335～337．

［2］J．Roger Hart，Sarcosinate Cationic Creme Rinse Shampoos Sonp／Cosmetics／Chemica／Specialties，1977，53（8）；31～34．

［3］U S．Pat 1954，2689170．

［4］U S Pat 1985，4545979．

［5］U S Pat 1961，4545979．

［6］BP．1958 882635．

［7］U S Pat 1957，2796349．

Abstract:This article introduced a method of synthesis N－Oleoyl sarcosine acid．First synthesis 9－Octadecenoyl chloride by Oleic acid and Phosphorus trichloride，further passes through the Schotten－banmann condensation reaction by Sodium sarcosine acid and 9－Octadecenoyl chloride obtains the Sodium N－Oleoyl sarcosine．after acidification obtains N－Oleoyl sarcosine acid．the factors of influence reaction are discussed．Product quality:acid value:155－165mg KOH，yield≥86．76%by the Oleic acid．

Key words:oleic acid；oleoyl sarcosine acid；sy nthesis

Research of the Synthesis of N－Oleoyl Sarcosine Acid

Zhou Zhenming，Zhao Yuhong
（Sichuan Chemical Academy of Natural Gas，Chengdu 610212，China）