技術領域

本發明涉及一種甜菜堿，尤其是涉及一種制備十二烷基甜菜堿的方法。

背景技術

十二烷基甜菜堿作為一種重要的兩性離子表面活性劑，能與各種類型染料、表面活性劑及化妝品原料配伍。由于十二烷基甜菜堿不僅對次氯酸鈉穩定，而且在酸性及堿性條件下均具有優良的穩定性，配伍性良好。此外，十二烷基甜菜堿對皮膚刺激性低，生物降解性好，具有優良的去污殺菌、柔軟性，抗靜電性、耐硬水性和防銹性，在日化行業中的應用日益廣泛，做為重要添加劑廣泛用于配制香波、泡沫浴、敏感皮膚制劑、兒童清潔劑等，也可用作纖維、織物柔軟劑和抗靜電劑、鈣皂分散劑、殺菌消毒洗滌劑及橡膠工業的凝膠乳化劑、兔羊毛縮絨劑、滅火泡沫劑等。同時，十二烷基甜菜堿也是農藥草甘膦的增效劑，其市場用量也在逐年遞增。

目前，十二烷基甜菜堿的主要制備方法主要是采用十二烷基二甲胺和相應的氯乙酸鈉鹽作為主要原料制備得到產品，見《廣州化工》，1989年第4期，13-16頁。但是該類傳統方法在生產過程中有副產物氯化鈉產生，在水相環境下，很難將氯化鈉徹底除去，因此產品中含有微量的氯化鈉，使得產品無法滿足一些高層次的應用要求。同時氯離子的存在會對常規設備造成有一定的腐蝕，相應的提高了設備要求，從而也會影響產品的最終的成本。另外如中國專利文獻CN103613509A，于2014年3月5日公開了“一種十二烷基甜菜堿的合成方法”，通過先制備二甲基十二烷基，再將二甲基十二烷基與氯乙酸和氫氧化鈉溶液反應，并用鹽酸處理的途徑獲得十二烷基甜菜堿。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是，現有十二烷基甜菜堿的制備方法會在生產中使用含氯化合物，在成品中也會含有含氯化合物，影響生產和產品質量，從而提供一種不使用含氯化合物的十二烷基甜菜堿，可以制備高品質的十二烷基甜菜堿，降低產品設備腐蝕損耗。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種制備十二烷基甜菜堿的方法，采用如下步驟：

a.在反應器中加入2-對甲苯磺酰氧基乙酸乙酯，丙酮或甲醇充分攪拌均勻得混合物；其中2-對甲苯磺酰氧基乙酸乙酯：丙酮或甲醇的質量比為1：5～10；

b.在混合物中邊攪拌邊滴加加入十二烷基二甲基胺，加入完畢后升溫充分攪拌反應；十二烷基二甲基胺的添加量為，2-對甲苯磺酰氧基乙酸乙酯：十二烷基二甲基胺的質量比為1：0.82～1.00；

c.在取代反應結束后，于常規大氣壓下蒸餾除去一半溶劑后，加入質量濃度為15～20％的對甲苯磺酸的水溶液，然后再繼續升溫攪拌反應；對甲苯磺酸的水溶液的用量為，2-對甲苯磺酰氧基乙酸乙酯：對甲苯磺酸水溶液的質量比為1：5；

d.在水解反應結束后，再通過蒸餾除去大部分溶劑，殘余物經過離子型大孔吸附樹脂除去雜質離子，得到十二烷基甜菜堿水溶液，于常規大氣壓下蒸餾除去水，得到粘稠狀液體為十二烷基甜菜堿。

本方法步驟c、d的蒸餾均在常壓下進行。

由于傳統的方法都采用氯乙酸及其衍生物作為原料，無法避免的會使反應中引入氯離子，同時無機酸堿的使用也使得產品的鹽含量偏高，難以滿足食品級和化妝品級的應用。本技術方案提出了一條新的合成路線，并對原料和使用的有機酸堿進行了甄選，實現了不使用含氯化合物的制備，提高了最終產品的質量，減少了氯離子對設備的腐蝕，使得生產的安全性和環保方面得到了有效的保證。

本發明的反應方程式為：

式中，III是2-對甲苯磺酰氧基乙酸乙酯，IV是十二烷基二甲基胺，II是N-(2-乙氧基-2-氧雜乙基)-N,N-二甲基十二烷基-1-胺對甲苯磺酸鹽，I是十二烷基甜菜堿。

本方案公開的方法中，所使用的反應器為裝有回流冷凝管、溫度計、恒壓滴液漏斗和磁力攪拌裝置的三頸瓶，所使用的各原料均為市售，來源廣泛，供應充足，并且價格便宜，能有效的控制生產成本。

作為優選，步驟d所述的蒸餾除去的溶劑量為使用質量的85％～90％。溶劑除去量決定了最終成品的純度及流動性。

作為優選，所述的步驟b中攪拌反應的溫度為55～65℃。

作為優選，所述的步驟b中攪拌反應的時間為8～16小時。

作為優選，所述的步驟c中攪拌反應的溫度為45～55℃。

作為優選，所述的步驟c中攪拌反應的時間為8～24小時。

采用上述反應溫度參數和時間參數，可以將最終產品的收率提高到更為經濟的高度，同時也兼顧了成本和效率。

綜上所述，本發明的有益效果是：不使用含氯化合物的十二烷基甜菜堿，可以制備高品質的十二烷基甜菜堿，降低產品設備腐蝕損耗。