本发明涉及酰胺类化合物的合成技术领域，尤其涉及一种脂肪酸单乙醇酰胺的合成方法。
背景技术：
脂肪酸单乙醇酰胺是内源性的脂质信号分子，是在动物，海洋和植物来源的许多不同细胞中发现的一种天然存在的脂质。近几十年来脂肪酸单乙醇酰胺作为内源性信号分子在动植物组织中的脂质介质的功效受到越来越多的关注和重视。功能性的脂肪酸单乙醇酰胺主要包括棕榈酸单乙醇酰胺，油酸单乙醇酰胺，花生四烯酸单乙醇酰胺以及二十碳五烯酸单乙醇酰胺。棕榈酸单乙醇酰胺(pea)在大豆油、花生油以及蛋黄中均有发现，pea已被证实可与细胞核的核受体(过氧化物酶体增殖物激活受体α，ppar-α)结合，也是大麻素受体cb1和cb2的激动剂,对于多种慢性疼痛和炎症相关的生物学功能产生影响，是一种天然的抗炎剂。pea对神经炎症和疼痛的作用已经被广泛证实。在药学水平上，业已证实内源性pea水平的升高对确定由于不同发病机理原因引起的神经性炎症和疼痛机制的控制是重要的，且与人类与动物两者中的许多疾病相关。在医药包括兽药领域，pea因其显著的抗炎活性和镇痛活性而独领风骚备受医药研发人员和相关公司的青睐：自从1933年诺贝尔经济学奖得主莱维-蒙塔尔奇尼的论文展示pea抑制肥大细胞的重要效果以来，pea越来越受到人们的重视。1954年，pea纯品得以首先从大豆卵磷脂，蛋黄和花生粉中分离出来。此后上世纪70年代(1970年)，捷克斯洛伐克医药企业spofa推出以500mgpea为有效成分的药物(商品名impulsin)，用以治疗流感和呼吸道感染的预防。1975年，捷克医生用1.8g/天的pea和3g/天的阿司匹林作对照，比较其在减缓关节疼痛作用中的结果，发现都具有减轻疼痛和增强关节运动的作用。1976年，西班牙企业almirall引入pea悬浮液和片剂作为新剂型在市场上推广。
20世纪90年代，在pea的基础上，科学家们更深入的了解了内源脂肪酸衍生物的功能，例如油酸单乙醇酰胺(oea)，硬脂酸单乙醇酰胺(sea)等，某些物质如花生四烯酸单乙醇酰胺具有和pea类似的功效和机理，在疼痛和镇痛模型上具有一定程度的协同作用。油酸单乙醇酰胺则是内源性大麻素花生四烯酸单乙醇酰胺的天然类似物，在脂质代谢和食物摄入的控制中起重要作用，同时还是治疗心血管疾病及肥胖药物研究的热点。多不饱和脂肪酸单乙醇酰胺也表现出相应生物活性，如二十碳五烯酸单乙醇酰胺在生物体老化中起重要作用，显示出抗增殖活性、抗癌活性以及抗炎活性。
不仅如此，在日用化工领域脂肪酸单乙醇酰胺的用途也十分广泛。其无毒、无刺激性,具有优良的增稠性和泡沫稳定性，用量少且增稠性和安全性优于6501。配伍性好，并具有极好的协同增效作用以及优良的润肤\留香\去污和耐硬水性。同时，还具有乳化性和遮光性；生物降解性好，降解率可达97％以上。基于上述特性，脂肪酸单乙醇酰胺常添加于珠光香波、浴液、洗手剂、洗衣液、香皂、药膏等中用作增稠剂、增泡稳泡剂、去污剂。特别适用于铵盐体系香波、沐浴露、洗手液等。常用于配制珠光浆；还用作中间体,成为其他酰胺基非离子或阴离子表面活性剂例如棕榈酰氨基乙醇聚氧乙烯醚及相应的磷酸盐、硫酸盐等高效表面活性剂合成的原料。
脂肪酸单乙醇酰胺的合成主要为化学法。传统化学法常用的酰基供体包括脂肪酸酰氯(ep0550008)和脂肪酸甲酯、乙酯、异丙酯、乙烯酯或混合酸酐(wo2006109321a1)，反应温度普遍偏高(105-180℃)，高温对产品的产率、颜色和气味都会有影响，反应过程中会产生胺酯和酰胺酯副产物。酰胺酯在碱性催化剂作用下，可被醇胺较快地胺解成醇酰胺，而胺基酯则很难胺解成醇酰胺。此外，脂肪酸酰氯或混合酸酐价格较高，稳定性不够好，且脂肪酸酰氯具有毒性和腐蚀性。尤其不能忽视的还有这样两点：一是无论采用上述哪种酰基供体，与乙醇胺缩合反应后，都会形成各自的小分子“离去物”，为除去这些“离去物”需要采取特殊手段如不断蒸出甲醇、乙醇或其它后处理；二是为促进反应提高收率,要么让酰基供体过量,要么让乙醇胺过量,无论哪种原料过量都有不易除尽之虞.正是因为这些过量物与副产物、离去物纠缠在一起,不得不强化后处理,甚至动用柱层析技术,导致成本、三废等诸多问题。使用酶技术合成脂肪酸单乙醇酰胺也有报道，尽管反应条件温和，但现有技术中使用酯酶催化制备脂肪酸单乙醇胺(us20130303795a1)存在酶使用量大、不经济的问题，无法适应大规模生产。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中脂肪酸单乙醇酰胺的合成方法存在产品有毒、成本高、杂质多、产率低等问题，提供一种通过含有羧基活化剂的功能化树脂获得固定化活性酯再与乙醇胺反应制备脂肪酸单乙醇酰胺的方法，以高效、快速、安全、以及干净的方法得到高质量脂肪酸单乙醇酰胺产品。
本发明的技术方案为，一种改进的脂肪酸单乙醇酰胺的合成方法，包括以下步骤：
1)含有羧基活化剂的聚苯乙烯树脂的制备；
2)固定化活性酯制备：步骤1)所得到的含有活性剂的聚苯乙烯树脂与脂肪酸在催化剂存在下进行缩合反应，得到反应产物，即脂肪酸经缩合反应被固定在树脂上的固定化活性酯；
3)脂肪酸单乙醇酰胺制备：在溶剂存在下，将固定化活性酯与乙醇胺反应，反应结束后经过简单过滤或离心除去树脂，取液相，经减压浓缩、真空干燥得到高质量脂肪酸单乙醇酰胺产物。
进一步地，本发明步骤1)中的所述制备含有羧基活化剂的聚苯乙烯树脂通过先获得巯基甲基化聚苯乙烯树脂，然后使巯基甲基化聚苯乙烯树脂与活化剂反应制备接枝型的含有羧基活化剂的聚苯乙烯树脂进行，其中所述巯基甲基化聚苯乙烯树脂经下列任一方式获得：
a)采用市售聚苯乙烯，通过有机化学普通技术人员所公知的氯甲基化反应和巯甲基化反应制备巯基甲基化聚苯乙烯树脂；其中氯甲基化方法可以参照各种公知的方法，例如在lewis酸催化下，以1，4-二(氯甲氧基)丁烷或氯甲基乙醚为氯甲基化试剂，在室温下对线性或交联型聚苯乙烯进行氯甲基化反应；
b)直接购买市售的氯甲基聚苯乙烯树脂，通过巯甲基化反应制备巯基甲基化聚苯乙烯树脂；巯基甲基化反应也可以参照各种公知的方法，例如在naoh水溶液中以硫脲为巯甲基化试剂对上述氯甲基化聚苯乙烯进行巯甲基化反应；
c)直接购买市售的巯甲基聚树脂(mercaptomethylpolystyrene)。
例如制备含有羧基活化剂n-羟基琥珀酰亚胺的聚苯乙烯树脂(nhs树脂)，包括以下步骤：1)通过上述a)、b)、c)中的一个途径获得巯基甲基化聚苯乙烯树脂，使巯基甲基化聚苯乙烯树脂与n-羟基马来酰亚胺反应制备接枝型n-羟基琥珀酰亚胺聚苯乙烯树脂(nhs树脂)；2)将步骤1)所得到的含有n-羟基琥珀酰亚胺的聚苯乙烯树脂与脂肪酸在催化剂存在下进行缩合反应，得到固定化活性酯；3)在溶剂存在下，将固定化活性酯与乙醇胺反应，反应结束后经过简单过滤或离心除去树脂，取液相，经减压浓缩、真空干燥得到高质量脂肪酸单乙醇酰胺产物。
上述活化剂(如n-羟基马来酰亚胺)对巯基甲基化聚苯乙烯树脂的键合化反应，是上述巯甲基化反应完成后的树脂与活化剂(如n-羟基马来酰亚胺)按常规方法进行反应(tertrahedronletters,1999,40:463-466)。
上述含有n-羟基琥珀酰亚胺的聚苯乙烯树脂(nhs树脂)，可以是上述的键合型,也可以是共聚型(tertrahedronletters,2001,42:4487–4489)。
进一步地，本发明步骤2)中的缩合反应温度为室温，时间为6-24h，优选的缩合反应温度为20℃，时间为6-8h。
进一步地，本发明步骤3)中的缩合反应温度为室温，时间为20-60分钟，优选的反应温度为20度，时间为30分钟。
进一步地，本发明的所述含有羧基活化剂的聚苯乙烯树脂,其活化剂可以是常规的活化剂，例如n-羟基琥珀酰亚胺(ho-su或nhs)、1-羟基苯并三氮唑(ho-bt)等，优选n-羟基琥珀酰亚胺或1-羟基苯并三氮唑。
进一步地，本发明的所述步骤2)中的催化剂为常规缩合催化剂edc、dic等；用量为反应底物：edc或dic的摩尔比为1-2:1，优选反应底物：edc或dic的摩尔比为1:1。
进一步地，本发明的所述步骤3)中的反应溶剂为常规有机溶剂如二氯甲烷、thf、dmf、甲醇、乙醇等中的一种或多种；用量为反应底物：反应溶剂的摩尔比1-2:1，优选反应溶剂为二氯甲烷或者乙醇。
进一步地，本发明步骤(3)滤出的树脂经简单洗涤、干燥即可回到步骤(2)直接套用。
进一步地，本发明的所述脂肪酸单乙醇酰胺包括棕榈酸单乙醇酰胺、油酸单乙醇酰胺、硬脂酸单乙醇酰胺。
本发明与现有技术相比具有较明显的优势：从脂肪酸合成脂肪酸单乙醇酰胺的收率高达95％以上，远远大于现有技术中最高的收率。
相比于现有技术，本发明的先进点在于：
1.本发明公开的脂肪酸单乙醇酰胺的制备方法反应条件温和，采用在常温条件下进行缩合反应，大幅提高了反应的安全系数；避免了现有技术中缩合反应均采用在溶剂中高温回流或脱除离去基团而导致的不安全的隐患。
2.本发明公开的脂肪酸单乙醇酰胺的制备方法副反应少，产物无需纯化,本发明采用有效的催化体系以及反应参数，大幅降低了副产物的产生，最大化提高了反应的产率以及产物的纯度；克服了现有技术由于原料不稳定、对乙醇胺选择性差，以及在碱性高温条件下导致的副产物多、不易提纯等缺陷。
3.本发明公开的脂肪酸单乙醇酰胺制备方法安全环保，在醇类溶剂中即可高效制备产物，易于三废处理；克服了现有技术使用甲苯等毒性溶剂导致的各种问题；本发明满足当前严峻的安全环保形势要求，符合国家提出的环保绿色生产理念。
4.本发明公开的脂肪酸单乙醇酰胺制备方法成本较低，原料简单易得，来源广泛，特别是nhs树脂及固相合成技术的运用，避免了羧基活化剂n-羟基琥珀酰亚胺成为游离的副产物，过量的脂肪酸(未与乙醇胺反应的活化酯)也不至于流失,都能很方便地加以回收反复套用；同时本发明使用的有机溶剂可以进行回收套用；而且本发明反应温和、时间短、极大地节约能耗；克服了现有技术反应成本高、能耗大的问题。
5.本发明公开的脂肪酸单乙醇酰胺制备方法反应效率高，在常温条件下，则只需不到10h就可完成反应实现从脂肪酸到脂肪酸单乙醇酰胺的合成。收率高达95％以上，远大于现有技术中最高的收率。因此，本发明为脂肪酸单乙醇酰胺的制备提供了一条高收率、操作简单、干净合成、安全环保适合规模化生产的路线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步阐述，这些实施例仅证明该合成路线可行，并不对本发明受保护的内容构成任何限制。
一种改进的脂肪酸单乙醇酰胺的合成方法，具体包括以下步骤：1)含有n-羟基琥珀酰亚胺的聚苯乙烯树脂制备(nhs树脂)：采用市售聚苯乙烯，通过有机化学普通技术人员所公知的氯甲基化反应以及巯甲基化反应制备巯基甲基化聚苯乙烯树脂；或者直接购买市售的氯甲基聚苯乙烯树脂通过巯甲基化反应制备巯基甲基化聚苯乙烯树脂；或者直接购买市售的巯甲基聚苯乙烯树脂；然后通过巯甲基聚苯乙烯树脂与n-羟基马来酰亚胺反应制备含有n-羟基琥珀酰亚胺的聚苯乙烯树脂；2)固定化活性酯制备：步骤1)所得到的含有n-羟基琥珀酰亚胺的聚苯乙烯树脂(nhs树脂)与脂肪酸在催化剂edc/dic存在下进行缩合反应，得到反应产物，即脂肪酸被固定在树脂上的固定化活性酯；3)脂肪酸单乙醇酰胺制备：在溶剂存在下，将固定化活性酯与乙醇胺反应，反应结束后经过简单过滤或离心除去树脂，取液相，经减压浓缩、真空干燥得到高质量脂肪酸单乙醇酰胺产物。步骤3)滤出的树脂经简单洗涤、干燥即可回到步骤2)直接套用。
其中步骤1)：含有n-羟基琥珀酰亚胺的聚苯乙烯树脂(nhs树脂)中:
首先，采用市售的聚苯乙烯树脂进行氯甲基化反应，所述的氯甲基化方法可以参照jeanm.j.frechetetal.的方法(polymer,1979,20(june):675-680)，或申艳玲等的方法(高分子学报，2007，(6)：559-565)，或夏菲等的方法(化工新型材料,2016(12):100-102),即在zncl2或sncl4催化下，以1，4-二(氯甲氧基)丁烷或氯甲基乙醚为氯甲基化试剂，在室温下对线性或交联型聚苯乙烯进行氯甲基化反应。所得到的氯甲基化聚苯乙烯树脂进一步进行巯基甲基化反应，所述的巯基甲基化反应，可以参照jeanm.j.frechetetal.的方法(polymer,1979,20(june):675-680)，即在naoh水溶液中以硫脲为巯甲基化试剂对上述氯甲基化聚苯乙烯进行巯甲基化反应。最后，巯甲基化聚苯乙烯树脂与n-羟基马来酰亚胺反应制备含有n-羟基琥珀酰亚胺的聚苯乙烯树脂(nhs树脂)。所述的n-羟基马来酰亚胺对巯基甲基化聚苯乙烯树脂的键合化反应，是上述巯甲基化反应完成后的树脂与n-羟基马来酰亚胺按常规方法进行反应(tertrahedronletters,1999,40:463-466)。
通用实验方法:
第一步,nhs树脂制备
氯甲基化聚苯乙烯树脂：使用lewis酸催化剂，采用氯甲基化试剂1，4-二氯甲氧基丁烷，在室温下对聚苯乙烯进行氯甲基化反应，以二氯甲烷为溶剂，室温下反应6小时，可制备得到含氯量为17％的氯甲基化聚苯乙烯。
巯甲基化聚苯乙烯树脂：取25克氯甲基化聚苯乙烯树脂(4.78mequiv/g,d.f.＝0.484)和溶解于350毫升thf中的17克硫脲，加入100毫升乙醇，加热反应6小时，再用氢氧化钠溶液氮气氛下80度搅拌反应4小时，反应结束滤取树脂，以溶剂thf、丙酮以及二氯甲烷洗涤，真空干燥得到巯甲基化聚苯乙烯树脂24.2克(4.75mequiv/g,d.f.＝0.481)。
nhs树脂：室温氮气保护下，将三乙胺(2毫升)滴加入巯甲基化聚苯乙烯树脂(2克)、n-羟基马来酰亚胺(1.1克，9.7mmol)和dmf(40ml)的反应容器中。室温下搅拌24小时，其后在55度继续搅拌4小时，冷却至室温后过滤得到nhs树脂，采用dmf、蒸馏水以及异丙醇分别洗涤2次，真空干燥后得到nhs树脂。
第二步,固定化活性酯制备
脂肪酸(5.72mmol)与自制的nhs树脂(1.50克)，dic(二异丙基碳二亚胺diisoprpylcarbodiimide，0.72克，5.72mmol)，三乙胺(2ml)悬浮于15毫升二氯甲烷中。上述混合物室温下搅拌4小时。然后过滤除去液体，收集树脂，采用dmf、水、异丙醇、二氯甲烷分别洗涤2次，真空干燥得到1.70克干燥树脂，根据树脂重量的改变获得活性酯的加载量为0.65-1.25mmol/g。
或者：室温下，将edc(乙基-3-(二甲基氨基)丙基碳二亚胺,124mg，0.65mmol)加入含有脂肪酸(0.65mmol)，nhs树脂(300mg)以及1：1二氯甲烷-dmf混合溶剂4ml的非均相反应体系中，室温氮气氛下搅拌反应过夜，离心过着过滤进行固液分离，收集固体固定化活性酯，采用dmf、水以及thf分别洗涤2次，真空干燥得到固定化的活性酯。
第三步：脂肪酸单乙醇酰胺制备
室温氮气氛下将乙醇胺(5.9mg,0.10mmol)加入含有固定化活性酯树脂(200mg,0.13mmol)的1.5毫升二氯甲烷中。经hplc检测反应在半小时内即可完成。后处理采用二氯甲烷洗涤树脂，合并液相，减压浓缩，得到脂肪酸单乙醇酰胺；经真空干燥得到干燥的脂肪酸单乙醇酰胺产物(24.9mg)，产物经hplc检测纯度>99.5％。
或者：室温下将乙醇胺(0.158mmol)加入含有活性酯(～0.175mmol)及1：1二氯甲烷-dmf溶剂4ml的混悬液中，反应混合物室温下搅拌过夜，后处理采用过滤或者离心除去固体树脂，并用dmf洗涤树脂两次，合并液相后减压真空浓缩，得到脂肪酸单乙醇酰胺产物0.154mmol(纯度>99.5％,hplc检测)。
或者：室温氮气氛下将乙醇胺(0.158mmol)加入含有活性酯(～0.175mmol)及5ml乙醇的混悬液中，反应0.5小时,离心除去固体树脂，并用乙醇洗涤树脂两次，合并液相后减压浓缩，得到脂肪酸单乙醇酰胺产物0.151mmol(纯度>99.5％，hplc检测)。
实施例1棕榈酸单乙醇酰胺的制备
1)室温氮气保护下，将三乙胺(2毫升)滴加入巯甲基树脂(2克，matrix-inn)、n-羟基马来酰亚胺(1.1克，9.7mmol)和dmf(40ml)的反应容器中。室温下搅拌24小时，其后在55度继续搅拌4小时，冷却至室温后过滤得到nhs树脂，采用dmf、蒸馏水以及异丙醇分别洗涤2次，真空干燥后得到nhs树脂。
2)棕榈酸(1.465克,5.72mmol)与上述nhs树脂(1.50克)，dic(二异丙基碳二亚胺diisoprpylcarbodiimide，0.72克，5.72mmol)，三乙胺(2ml)悬浮于15毫升二氯甲烷中。上述混合物室温下搅拌4小时。然后过滤(滤液保留，通过hplc检测添加适量棕榈酸、dic及溶剂，用于下一批反应)，对收集的树脂采用dmf、水、异丙醇、二氯甲烷分别洗涤2次，真空干燥得到1.70克干燥树脂，得固定化棕榈酸活性酯，加载量～1.0mmol/g。
3)室温氮气氛下将乙醇胺(93.2mg,1.58mmol)加入含有活性酯(1.75g)及50ml乙醇的混悬液中，反应0.5小时，离心除去固体树脂，并用乙醇洗涤树脂两次(树脂真空干燥后留存)，合并液相后减压浓缩，得到棕榈酸单乙醇酰胺453mg(对乙醇胺收率96.6％)，纯度>99.5％(hplc)。
4)将上述步骤3)留存的树脂返回到步骤2)，重新得到固定化棕榈酸活性酯，加载量～1.0mmol/g。
5)将步骤4)所得活性酯按步骤3)操作，得到棕榈酸单乙醇酰胺449mg(对乙醇胺收率95.7％)，纯度>99.5％(hplc)。
实施例2：油酸单乙醇酰胺的制备
1)用油酸(1.616克,5.72mmol)按实施例1中的步骤2)，得固定化油酸活性酯，加载量～1.0mmol/g。
2)用固定化油酸活性酯按实施例1的步骤3)，得到油酸单乙醇酰胺492mg(对乙醇胺收率96.3％)，纯度>99.5％(hplc)。
3)将本实施例中步骤2)留存的树脂返回到本实施例中的步骤1)，重新得到固定化油酸活性酯，加载量～1.0mmol/g。
4)将本实施例步骤3)所得活性酯按本实施例步骤2)操作，得到油酸单乙醇酰胺486mg(对乙醇胺收率95.1％)，纯度>99.5％(hplc)。
实施例3：硬脂酸单乙醇酰胺的制备
1)室温下，将edc(乙基-3-(二甲氨基)丙基碳二亚胺,479mg，2.5mmol)加入含有硬脂酸(711mg，2.5mmol)、1-羟基苯并三唑-6-cam聚苯乙烯树脂(2克，sigma-aldrich，100-300目,～1.0mmol/g,2％dvb)三乙胺(2ml)以及25毫升1：1二氯甲烷-dmf混合溶剂的非均相反应体系中，搅拌反应过夜，离心过着过滤进行固液分离(液体部分参照实施例1的步骤2)进行处理)，收集固体固定化活性酯，采用dmf、水以及thf分别洗涤2次，真空干燥得到固定化的硬脂酸活性酯。
2)将固定化的硬脂酸活性酯参照实施例1的步骤3)进行缩合反应，得到硬脂酸单乙醇酰胺506mg(对乙醇胺收率98.4％)，纯度>99.5％(hplc)。
3)将本实施例步骤2)留存的树脂返回到本实施例步骤1)，重新得到固定化硬脂酸活性酯，加载量～1.0mmol/g。
4)将本实施例步骤3)所得活性酯按本实施例步骤2)操作，得到硬脂酸单乙醇酰胺491mg(对乙醇胺收率95.5％)，纯度>99.5％(hplc)。