一种N-月桂酰-L-丙氨酸的制备方法及应用与流程

文档序号:15845387发布日期:2018-11-07 08:57阅读:714来源:国知局
本发明属于氨基酸型表面活性剂制备
技术领域
,具体地,涉及一种n-月桂酰-l-丙氨酸的制备方法及应用。
背景技术
表面活性剂是日化行业、农业、医药行业等许多领域必不可少的组成部分。目前市场使用的表面活性剂有几十种之多,但常用的主要以十二烷基苯磺酸钠(sls)、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠(aes)和月桂醇硫酸酯钠(k12)为主。由于这三大表面活性剂使用历史已有几十年甚至上百年,在使用的过程中它的负面影响已逐步显现出来,对人体的安全和环境的影响经常报道。其它的表面活性剂,如糖类的烷基糖苷(apg),氨基酸表面活性剂,如月桂酰-l-谷氨酸、月桂酰甘氨酸、月桂酰肌氨酸等。虽然它们属于生物物质为基础的表面活性剂,具有安全性高,生物降解性好和优良的肤感,也越来越受到人们的关注,但由于这类的表面活性剂去污能力较差,很少单独作为主表面活性剂来使用,常需与其它主表面活性剂来配合使用,没有从根本上解决日化主表面活性剂在安全性和生物降解性上的负面问题。纯n-月桂酰-l-丙氨酸作为表面活性剂,具有良好的湿润性、起泡性、抗菌性以及抗蚀、抗静电能力,基本无毒无害,对皮肤温和,其降解产物为氨基酸和脂肪酸对环境基本没有影响,而且还具有与其他表面活性剂的相容性好的有点。但是,通过将现有的方法如肖顿-鲍曼(schotten-banmann)缩合反应制备得到的n-月桂酰-l-丙氨酸作为表面活性剂进行试验,发现其去污能力并不没有理论上那么高,申请人在经过一系列探索试验后发现,导致n-月桂酰-l-丙氨酸去污能力低的主要原因是利用该方法制备得到的n-月桂酰-l-丙氨酸含有较高含量的月桂酸,导致产品纯度低,严重影响了n-月桂酰-l-丙氨酸的质量,去除杂质还需要在原有的生产工艺上通过层析才能进一步提纯产品,操作麻烦,成本也高,难以实现工业化生产。基于以上,期待一种n-月桂酰-l-丙氨酸的制备方法及应用,通过该方法制备得到的n-月桂酰-l-丙氨酸中月桂酸含量hplc检测不出来,去污效果好,同时该方法工艺简单,成本低,易于实现工业化生产。技术实现要素:本发明的目的就是为了克服现有技术制备的n-月桂酰-l-丙氨酸纯度低,杂质含量高,严重影响产品质量的缺陷,而提出的一种n-月桂酰-l-丙氨酸的制备方法及应用,所制备得到的n-月桂酰-l-丙氨酸生物可降解性好,去污能力强,能够很好的应用于日化行业、农业及医药行业等领域。本发明的目的及解决其技术问题采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种n-月桂酰-l-丙氨酸的制备方法,该方法包括以下步骤:(1)将l-丙氨酸与金属无机碱溶于蒸馏水和有机溶剂的混合溶液中搅拌均匀得到l-丙氨酸盐溶液;(2)在5~50℃下,向上述得到的l-丙氨酸盐溶液依次加入月桂酰氯和金属无机碱使得反应体系的ph=8~10,然后在一定条件下继续搅拌,得到糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐;(3)将上述得到的糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐酸化至ph=3~4,逐渐析出白色固体,然后在冰浴下放置1~3h后过滤,得到n-月桂酰-l-丙氨酸粗品;(4)在上述得到的n-月桂酰-l-丙氨酸粗品中加入溶剂、l-丙氨酸和催化剂并在一定条件下搅拌,之后冷却过滤,所得固体经洗涤后烘干,即得到不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸。前述的方法,其中所述步骤(1)中所述l-丙氨酸与金属无机碱的摩尔比为1:(1~1.5)。前述的方法,其中所述步骤(1)中所述金属无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种。前述的方法,其中所述步骤(1)中所述有机溶剂选自丙酮、甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃中的一种或多种。前述的方法,其中所述步骤(1)中所述蒸馏水和有机溶剂的体积比为1:(1~1.5)。前述的方法,其中所述步骤(2)中所述月桂酰氯与l-丙氨酸的投料摩尔比为(0.8~1):1。前述的方法,其中所述步骤(2)中所述搅拌条件为:温度5~50℃,时间0.5~3.5h。前述的方法,其中所述步骤(2)中所述金属无机碱浓度为30~80%。前述的方法,其中所述步骤(2)中所述金属无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种。前述的方法,其中所述步骤(4)中所述溶剂选自丙酮、甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃或上述溶剂与水制成的混合溶剂。前述的方法,其中所述步骤(4)中所述催化剂选自硫酸、对甲苯磺酸、乳化剂中的一种或多种。前述的方法,其中所述步骤(4)中所述n-月桂酰-l-丙氨酸粗品、溶剂、l-丙氨酸、催化剂的摩尔比为1:(5~10):(0.2~0.5):(0.01~0.2)。前述的方法,其中所述步骤(4)中所述烘干温度为40~70℃。前述的方法,其中所述步骤(4)中所述搅拌条件为:温度25℃~100℃,压力5kg~50kg,时间1~3h。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种如上所述的制备方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸,用作表面活性剂,在日化领域、农业、医药行业的应用。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种超分子氨基酸,其中所述超分子氨基酸是由如上所述的制备方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸单体之间通过氢键连接形成的。与现有技术相比,本发明具有有益的技术效果:1、本发明的n-月桂酰-l-丙氨酸的制备方法工艺步骤简单,是用天然的月桂酸和天然的l-丙氨酸缩合而成的,在常态下稳定存在,对人体无毒无害,进入人体和自然也很快降解成月桂酸和l-丙氨酸,降解产物又是天然产品,可循环利用,并且反应条件温和,适于工业化生产。2、根据本发明的方法制备得到的n-月桂酰-l-丙氨酸中月桂酸含量hplc检测不出来,基本在97%以上且基本不含有月桂酸,即月桂酸的含量对n-月桂酰-l-丙氨酸的结构和性能不产生影响,有效的避免了月桂酸对产品质量的影响。3、根据本发明的方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸是一个三维网状结构,具有强吸附油污等有机物,在使用中ph取6~7,更适合人体ph要求,90%以上以钠盐形式存在,其余部分以酸的形式存在,以二维和三维的方式共存,赋予了强的洗涤能力,吸附细菌、农药、气味等性能。4、根据本发明的方法制备得到的n-月桂酰-l-丙氨酸结构性能稳定,并具有超分子的性质,分子在溶液中由于各种凝胶因素存在,如氢键、静电力、疏水力以及π-π的相互作用,驱动液体成分静止,形成一种具有三维立体网络空间结构的氨基酸,这样就具有了物理除菌、除气味、除农药残留等特性:具有良好的抑菌率,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白假丝酵母菌的抑制率均可达到100%;有效去除农药残留,对甲胺磷的去除率可达64.63%,对乙酰甲胺磷的去除率可达74.66%;同时具有良好的除异味性能。5、根据本发明的方法制备得到的n-月桂酰-l-丙氨酸是一个以无数柱状体的形式存在,分子之间存在巨大的空隙,能包裹有机物如药物分子、农药残留及微小无机颗粒。在医药领域应用上,n-月桂酰-l-丙氨酸能包裹药物分子,在酶的作用下缓慢释放药物有效成分,起到缓释剂的作用;在农药领域应用上,n-月桂酰-l-丙氨酸能包裹农药,防止农药渗透,进入到植物内部;在化妆品领域应用上,n-月桂酰-l-丙氨酸与天然油脂结合后会改变油脂的物理性能,贴近人体自身分泌的油脂,具有良好的体验感。n-月桂酰-l-丙氨酸能包裹化妆品活性物质,这样使活性物质不易氧化、失活,还可使颗粒均匀分散,悬浮于化妆品体系内。附图说明图1为根据本发明的实施例3中的合成方法制备n-月桂酰-l-丙氨酸的化学反应式;图2为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的红外光谱图;图3a为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的1h-nmr谱;其中ppm为百万分子一化学位移的单位;图3b为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的13c-nmr谱;图4为n-月桂酰-l-丙氨酸的标准色谱图;图5为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的在与图4相同的条件下测得的高效液相色谱图;图6为月桂酸在与图4相同的条件下测得的高效液相色谱图;图7为l-丙氨酸在与图4相同的条件下测得的高效液相色谱图;图8为柱性制备分离得到的n-月桂酰-l-丙氨酰-l-丙氨酸的在与图4相同的条件下测得的高效液相色谱图;图9为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸单体形成超分子氨基酸的结构形成图;图10a为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的300倍电镜图;图10b为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的1000倍电镜图;图10c为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的2000倍电镜图;图11a为市售n-月桂酰-l-丙氨酸(含2~5%月桂酸)的500倍电镜图;图11b为市售n-月桂酰-l-丙氨酸(含2~5%月桂酸)的1000倍电镜图;图11c为市售n-月桂酰-l-丙氨酸(含2~5%月桂酸)的2000倍电镜图;图12为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸进一步形成超分子氨基酸钠盐的形成过程图。图3b中英文翻译如下:ppm为百万分子一化学位移的单位archivedirectory:/export/home/vnmrl/vnmrsys/data归档目录:/输出/主页/瓦里安核磁/瓦里安核磁系统/数据sampledirectory:样品目录:file:carbon文件:碳谱pulsesequence:s2pul脉冲序列:s2pulsolvent:dmso溶剂:二甲亚砜ambienttemperature室温inova-400“suda400”品牌名:“苏大400”relax.delay3.000sec延迟3秒pulse45.0degress脉冲45度acq.time0.799sec获得时间0.799秒width22111.7hz宽度22111.7赫兹2328repetitions2328重复observec13,100.5762127mhz观察c13,100.5762127兆赫兹decoupleh1,399.9864541mhz减弱分离h1,399.9864541兆赫兹power33db功率33分贝continouslyonwaltz-16modulated连续不断在waltz-16调节dataprocessinglinebroadening1.0hz数据进程谱线变宽1.0赫兹ftsize65536totaltime10hr,34min,35secft型号65536总时间10小时34分35秒图4附图说明:min表示时间“分”,mau表示“毫吸光度单位”的意思。图5附图说明:min表示时间“分”,mau表示“毫吸光度单位”的意思。areapercentreport:面积百分比报告sortedby:signal排序方式:信号multiplier:1.0000乘数:1.0000dilution:1.0000稀释:1.0000usemultiplier&dilutionfactorwithistds使用乘数和稀释因素signal1:dad1b,sig=210.4,ref=360.4信号1:dad1b,sig=210.4,ref=360.4peak:峰rettime:保留时间type:型号width:宽度area:面积height:高度area%:面积百分比图6-8附图说明:min表示时间“分”,mau表示“毫吸光度单位”的意思。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的阐述,应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改,这些等价同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本领域技术人员应当理解,本文所述的“不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸”并非绝对的不含月桂酸,而是指例如采用高效液相色谱仪(配有紫外检测器;色谱柱:ods-2hypersilc18250*4.6mm5μm;流动相真空抽滤脱气装置及0.45μm有机滤膜)检测不到月桂酸,即月桂酸的含量不影响n-月桂酰-l-丙氨酸的性质和结构。本发明的目的及解决其技术问题采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种n-月桂酰-l-丙氨酸的制备方法,该方法包括以下步骤:(1)将l-丙氨酸与金属无机碱溶于蒸馏水和有机溶剂的混合溶液中搅拌均匀得到l-丙氨酸盐溶液;(2)在5~50℃下,向上述得到的l-丙氨酸盐溶液依次加入月桂酰氯和金属无机碱使得反应体系的ph=8~10,然后在一定条件下继续搅拌,得到糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐;(3)将上述得到的糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐酸化至ph=3~4,逐渐析出白色固体,然后在冰浴下放置1~3h后过滤,得到n-月桂酰-l-丙氨酸粗品;(4)在上述得到的n-月桂酰-l-丙氨酸粗品中加入溶剂、l-丙氨酸和催化剂并在一定条件下搅拌,之后冷却过滤,所得固体经洗涤后烘干,即得到不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸。下面将结合具体实施例进一步描述本方法具体实施例。实施例1n-月桂酰-l-丙氨酸的合成实例1常温下,在1l的三口烧瓶中,将89g(1mol)l-丙氨酸和40g(1mol)氢氧化钠溶于150ml蒸馏水和150ml丙酮的混合溶液中搅拌均匀得到l-丙氨酸钠溶液。在25℃的条件下,向l-丙氨酸盐溶液中缓慢滴加218.7g(1mol)月桂酰氯,再滴加50%的氢氧化钠溶液使得反应体系的ph=9,滴加完毕后,在25℃下继续搅拌2h,得到糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐。在糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐中加入盐酸酸化至ph=3~4,逐渐析出白色固体,然后在冰浴下放置2h后过滤,得到n-月桂酰-l-丙氨酸粗品。在n-月桂酰-l-丙氨酸粗品中加入水和丙酮的混合溶剂、l-丙氨酸和对甲苯磺酸,其中,n-月桂酰-l-丙氨酸粗品、水和丙酮的混合溶剂、l-丙氨酸、对甲苯磺酸按照摩尔比1:7.5:0.35:0.1的量加入并在温度为60℃、压力为27kg的条件下搅拌2h,使得少量的月桂酸完全消耗完,之后冷却过滤,所得固体再用纯水洗涤两次,最后在60℃下烘干,即得不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸。所得到的n-月桂酰-l-丙氨酸质量为250.5g,产率为92.3%,纯度高于97%,熔点86~88℃。实例2常温下,在1l的三口烧瓶中,将89g(1mol)l-丙氨酸和56g(1mol)氢氧化钾溶于150ml蒸馏水和150ml丙酮的混合溶液中搅拌均匀得到l-丙氨酸钠溶液。在25℃的条件下,向l-丙氨酸盐溶液中缓慢滴加218.7g(1mol)月桂酰氯,再滴加50%的氢氧化钠溶液使得反应体系的ph=9,滴加完毕后,在25℃下继续搅拌2h,得到糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐。在糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐中加入盐酸酸化至ph=3~4,逐渐析出白色固体,然后在冰浴下放置2h后过滤,得到n-月桂酰-l-丙氨酸粗品。在n-月桂酰-l-丙氨酸粗品中加入水和丙酮的混合溶剂、l-丙氨酸和对甲苯磺酸,其中,n-月桂酰-l-丙氨酸粗品、水和丙酮的混合溶剂、l-丙氨酸、对甲苯磺酸按照摩尔比1:10:0.3:0.2的量加入并在温度为25℃、压力为63kg的条件下搅拌2h,使得少量的月桂酸完全消耗完,之后冷却过滤,所得固体再用纯水洗涤两次,最后在60℃下烘干,即得不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸。所得到的n-月桂酰-l-丙氨酸质量为243.7g,产率为89.8%,纯度高于97%,熔点86~88℃。实例3常温下,在1000l的反应釜中,将89kg(1kmol)l-丙氨酸和40kg(1kmol)氢氧化钠溶于150l蒸馏水和150l丙酮的混合溶液中搅拌均匀得到l-丙氨酸钠溶液。在25℃的条件下,向l-丙氨酸盐溶液中缓慢滴加175kg(0.8kmol)月桂酰氯,再滴加50%的氢氧化钠溶液使得反应体系的ph=9,滴加完毕后,在25℃下继续搅拌2h,得到糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐。在糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐中加入盐酸酸化至ph=3~4,逐渐析出白色固体,然后在冰浴下放置2h后过滤,得到n-月桂酰-l-丙氨酸粗品。在n-月桂酰-l-丙氨酸粗品中加入水和丙酮的混合溶剂、l-丙氨酸和对甲苯磺酸,其中,n-月桂酰-l-丙氨酸粗品、水和丙酮的混合溶剂、l-丙氨酸、对甲苯磺酸按照摩尔比1:5:0.5:0.2的量加入并在温度为100℃、压力为50kg的条件下搅拌2h,使得少量的月桂酸完全消耗完,之后冷却过滤,所得固体再用纯水洗涤两次,最后在60℃下烘干,即得不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸。所得到的n-月桂酰-l-丙氨酸质量为217.2kg,产率为98.5%,纯度高于97%,熔点86~88℃。实例4常温下,在1l的三口烧瓶中,将89g(1mol)l-丙氨酸和106g(1mol)碳酸钠溶于150ml蒸馏水和150ml丙酮的混合溶液中搅拌均匀得到l-丙氨酸钠溶液。在50℃的条件下,向l-丙氨酸盐溶液中缓慢滴加218.7g(1mol)月桂酰氯,再滴加30%的氢氧化钠溶液使得反应体系的ph=8,滴加完毕后,在25℃下继续搅拌3.5h,得到糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐。在糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐中加入盐酸酸化至ph=3~4,逐渐析出白色固体,然后在冰浴下放置3h后过滤,得到n-月桂酰-l-丙氨酸粗品。在n-月桂酰-l-丙氨酸粗品中加入甲醇溶液、l-丙氨酸和硫酸,其中,n-月桂酰-l-丙氨酸粗品、甲醇溶液、l-丙氨酸、硫酸按照1:5:0.2:0.01的量加入并在温度为25℃、压力为5kg的条件下搅拌1h,使得少量的月桂酸完全消耗完,之后冷却过滤,所得固体再用纯水洗涤两次,最后在70℃下烘干,即得不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸。所得到的n-月桂酰-l-丙氨酸质量为244.7g,产率为90.2%,纯度高于97%,熔点86~88℃。实例5常温下,在1l的三口烧瓶中,将89g(1mol)l-丙氨酸和106g(1mol)碳酸钠溶于150ml蒸馏水和150ml丙酮的混合溶液中搅拌均匀得到l-丙氨酸钠溶液。在5℃的条件下,向l-丙氨酸盐溶液中缓慢滴加218.7g(1mol)月桂酰氯,再滴加80%的氢氧化钠溶液使得反应体系的ph=10,滴加完毕后,在50℃下继续搅拌0.5h,得到糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐。在糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐中加入盐酸酸化至ph=3~4,逐渐析出白色固体,然后在冰浴下放置1h后过滤,得到n-月桂酰-l-丙氨酸粗品。在n-月桂酰-l-丙氨酸粗品中加入甲醇溶液、l-丙氨酸和对甲苯磺酸,其中,n-月桂酰-l-丙氨酸粗品、甲醇溶液、l-丙氨酸、对甲苯磺酸按照1:5:0.2:0.01的量加入并在温度为100℃、压力为50kg的条件下搅拌3h,使得少量的月桂酸完全消耗完,之后冷却过滤,所得固体再用纯水洗涤两次,最后在40℃下烘干,即得不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸。所得到的n-月桂酰-l-丙氨酸质量为235.4g,产率为86.7%,纯度高于97%,熔点86~88℃。实例6常温下,在1000l的反应釜中,将89kg(1kmol)l-丙氨酸和40kg(1kmol)氢氧化钠溶于150l蒸馏水和150l丙酮的混合溶液中搅拌均匀得到l-丙氨酸钠溶液。在25℃的条件下,向l-丙氨酸盐溶液中缓慢滴加175kg(0.8kmol)月桂酰氯,再滴加50%的氢氧化钠溶液使得反应体系的ph=9,滴加完毕后,在25℃下继续搅拌2h,得到糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐。在糊状的n-月桂酰-l-丙氨酸盐中加入盐酸酸化至ph=3~4,逐渐析出白色固体,然后在冰浴下放置2h后过滤,得到n-月桂酰-l-丙氨酸粗品。在n-月桂酰-l-丙氨酸粗品中加入四氢呋喃溶液、l-丙氨酸和对甲苯磺酸,其中,n-月桂酰-l-丙氨酸粗品、四氢呋喃溶液、l-丙氨酸、对甲苯磺酸按照1:7.5:0.5:0.2的量加入并在温度为63℃、压力为22.5kg的条件下搅拌2h,使得少量的月桂酸完全消耗完,之后冷却过滤,所得固体再用纯水洗涤两次,最后在60℃下烘干,即得不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸。所得到的n-月桂酰-l-丙氨酸质量为218.2kg,产率为99.0%,纯度高于97%,熔点86~88℃。实施例2n-月桂酰-l-丙氨酸的结构表征1、红外光谱分析(gbt6040-2002)仪器:傅里叶变换红外光谱仪(fts-1000)光谱条件:将待测样品n-月桂酰-l-丙氨酸与溴化钾(光谱纯,cp,购自国药化学试剂集团)按1:100的比例充分混合,研磨,压片;波数扫描范围为4000cm-1—400cm-1,分辨率为4cm-1;扫描次数为16次。图2为根据本发明的实施例3中的方法合成的n-月桂酰-l-丙氨酸的红外光谱图。如图2所示,根据实施例3中的方法合成的n-月桂酰-l-丙氨酸的红外光谱数据为:irvmax(kbr):3322cm-1(n-h);2955cm-1,2871cm-1,1377cm-1(ch3);2919cm-1,2850cm-1,1469cm-1,720cm-1(=ch2);1646cm-1(c=o);1541cm-1(c-n,n-h);1271cm-1,2120cm-1(cooh);1707cm-1(c=o);1414cm-1(-oh);1241cm-1(c-o)。2、nmr分析(jy/t007-1996)采用unity-400nmr谱仪对得到的n-月桂酰-l-丙氨酸进行nmr分析。图3a为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的1h-nmr谱;图3b为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的13c-nmr谱。根据nmr得到的数据如下:1hnmr(dmso):δ7.95(d,1h);4.15(m,1h);2.08(t,2h);1.48(m,2h);1.2(m,19h);0.86(t,3h);13cnmr(cdcl3):δ174.63;171.77;47.74;35.11;31.33;29.08;29.06;29.01;28.87;28.76;28.67;25.24;22.13;18.03;13.92。3、hplc分析(gbt16631-2008)高效液相色谱法采用紫外检测器来识别和确定n-月桂酰-l-丙氨酸。样品n-月桂酰-l-丙氨酸与其标准品比较其保留时间来识别物质,并采用面积归一法进行定量。除另有规定外,试剂均为色谱纯,水为超纯水。20mmol的缓冲盐溶液(ph3.0)配制方法:称取磷酸二氢钾(kh2po4)1.36g,精确到0.001g,于100ml的烧杯中,加水溶解转移至500ml容量瓶中,加水定容至刻度,即得20mmol的磷酸二氢钾溶液,用磷酸调节ph至3.0,得到缓冲盐溶液。仪器:高效液相色谱仪:配有紫外检测器;色谱柱:ods-2hypersilc18250*4.6mm5μm;流动相真空抽滤脱气装置及0.45μm有机滤膜。测定:(1)标准样品溶液的准备精确称取30mgn-月桂酰-l-丙氨酸的标准样品,取适量流动相溶解,并定容至10ml容量瓶中,摇匀。用0.45μm有机滤膜过滤,滤液待用。(2)供试品溶液制备精确称取150mgn-月桂酰-l-丙氨酸的待测样品,取适量流动相溶解,并定容至50ml容量瓶中,摇匀。用0.45μm有机滤膜过滤,滤液待用。(3)色谱条件流动相:甲醇:20mmol的缓冲盐溶液(ph3.0)=70:30(v/v);流速:1.0ml/min;柱温:30℃;检测波长:210nm;进样量:20μl(4)试样测定按色谱条件调整仪器参数,待仪器基线稳定后,于色谱柱中分别注入20μl标准液和试样液,记录n-月桂酰-l-丙氨酸标准液及试样液的色谱图。根据标准液的保留时间定性样品中n-月桂酰-l-丙氨酸色谱峰,由样品的峰面积,采用面积归一化法测定供试物的百分含量。图4为n-月桂酰-l-丙氨酸的标准色谱图;图5为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的在与图4相同的条件下测得的高效液相色谱图;图6为月桂酸在与图4相同的条件下测得的高效液相色谱图;图7为l-丙氨酸在与图4相同的条件下测得的高效液相色谱图;图8为柱性制备分离得到的n-月桂酰-l-丙氨酰-l-丙氨酸的在与图4相同的条件下测得的高效液相色谱图。根据图4-8可以看出,采用本合成方法所制得的n-月桂酰-l-丙氨酸,其杂质中不含有月桂酸,纯度可以达到97%以上,其所含杂质主要为n-月桂酰-l-丙氨酰-l-丙氨酸,分析其在反应过程中,n-月桂酰-l-丙氨酸进一步和l-丙氨酸脱水,缩合而成。4、旋光度分析根据旋光仪测得n-月桂酰-l-丙氨酸的(比)旋光度:至-16.7°(c=2,ch3oh)5、结构特征描述图9为根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸单体形成超分子氨基酸的结构形成图。根据上述红外、nmr、hplc分析以及旋光度测定可知,采用本工艺所生产的n-月桂酰-l-丙氨酸不含有杂质月桂酸,工艺中合成得到的n-月桂酰-l-丙氨酸可以形成两组氢键,n-月桂酰-l-丙氨酰-l-丙氨酸可以形成三组氢键,两个n-月桂酰-l-丙氨酸的羧基通过氢键连接,两端各有十一个碳链的烷烃结构,根据油油相溶原则,亲油端与亲油端链条式契合,首尾相连接,形成一个圆环,圆环与圆环之间又通过氢键及油油相溶,无限叠加形成柱状分子簇,柱状分子簇又无限叠加形成特殊的空间结构—称为超分子氨基酸。图10a、10b和10c分别示出了根据本发明的实施例3中的合成方法得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的300倍、1000倍以及2000倍电镜图。如图10a、10b和10c所示,本发明的n-月桂酰-l-丙氨酸其微观结构呈麻绳状并且缠绕在一起构成了“超分子氨基酸”。图9、10a、10b和10c更好的证明了n-月桂酰-l-丙氨酸单体形成超分子氨基酸的形成原理及结构。在超分子氨基酸形成之后,超分子氨基酸进一步与氢氧化钠反应生成如图12所示的超分子氨基酸的钠盐结构。根据图12所示,其钠盐结构一面亲水,一面亲油,分子间通过氢键相连接,得到一个特殊的二维网状规则排列结构,具有强的跟油污相结合的能力,可作为主表面活性剂使用。此外,本申请还对市售的n-月桂酰-l-丙氨酸(购自长沙普济生物科技股份有限公司)进行了电镜扫描测定,其中,经测定该n-月桂酰-l-丙氨酸中含有2~5%月桂酸,扫描结果示于图11a,11b,11c。图11a,11b,11c分别示出了市售的含有2~5%月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸的500倍、1000倍、2000倍电镜图,如图11a,11b,11c所示,市售的n-月桂酰-l-丙氨酸其电镜图呈现无规则的排列的结构状态,并且与根据本发明的工艺得到的n-月桂酰-l-丙氨酸的相应的500倍、1000倍、2000倍电镜图均不同,并没有出现本发明的n-月桂酰-l-丙氨酸的电镜图中的麻绳状。推测出现这种情况的原因可能是市售的n-月桂酰-l-丙氨酸含有月桂酸,而月桂酸的存在会破坏n-月桂酰-l-丙氨酸之间氢键的无限连接形成,从而改变了n-月桂酰-l-丙氨酸的结构和性能。本工艺有效的解决了杂质月桂酸的残留破坏n-月桂酰-l-丙氨酸结构,并进一步影响破坏n-月桂酰-l-丙氨酸性能的问题,使得n-月桂酰-l-丙氨酸之间易于形成氢键,无限连接,具有特殊性能。本工艺所产生的杂质n-月桂酰-l-丙氨酰-l-丙氨酸同n-月桂酰-l-丙氨酸一样也能形成氢键,这样就加强了结构的稳定性,并且同时不影响n-月桂酰-l-丙氨酸的性能。在进一步实验中,本申请用n-葵酰-l-丙氨酸在相同条件下进行了结构研究,未发现上述三维网状结构,推测可能是n-葵酰-l-丙氨酸的碳链长度短,两个分子的亲油端之间不能成环,同样,由此可以推测亲油基团的碳链在12~18之间,与l-丙氨酸形成的脂肪酰-l-丙氨酸,在除去脂肪酸的条件下,通过分子间的氢键及油油相溶,也可以形成上述空间结构。这个结构一旦形成很稳定,实验证明,再少量添加脂肪酸10%以下,不会破坏已有结构的稳定性和性能应用。实施例3n-月桂酰-l-丙氨酸的应用实例1n-月桂酰-l-丙氨酸对细菌的抑制作用评价取根据实施例3的方法合成的n-月桂酰-l-丙氨酸10g加入水中,加10%的氢氧化钠水溶液中和至ph=6~7,配制成100ml的水溶液。取5ml原液稀释至100ml,将此溶液分别浸泡预先接种了金黄色葡萄糖球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、白假丝酵母菌等常见的细菌于果盘上,作用一定时间,用清水冲洗一次,然后测定果盘上的细菌残留。检测结果如表1:表1:n-月桂酰-l-丙氨酸的抑菌作用分析由以上数据可以看出,根据本发明方法合成的n-月桂酰-l-丙氨酸溶液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白假丝酵母菌具有明显的抑制作用,在原液即n-月桂酰-l-丙氨酸溶液作用于大肠杆菌2min后,其抑制率可达到96.3%,5min后抑制率已经可以达到100%;而原液作用于金黄色葡萄球菌2min后,就可达到100%的抑制率;作用于白假丝酵母菌5min抑制率也同样可以达到100%。根据本领域公知常识可知,细菌大小通常在0.5~5μm,而本发明所用的不含月桂酸的n-月桂酰-l-丙氨酸形成的超分子结构的柱团与柱团之间的空隙也是微米级的,所以能够将细菌包裹去除,所以可以称为能够产生纳米级的泡沫微孔。实例2n-月桂酰-l-丙氨酸对农药的去除效果评价取100g事先喷洒过农药甲胺磷和乙酰甲胺磷的绿叶蔬菜(大青菜)两份,一份直接用清水1l浸泡,然后取出检测其蔬菜叶子上的农药残留,称为清洗前。另一份使用根据实施例3的方法合成的n-月桂酰-l-丙氨酸配制的溶液来清洗,称为清洗后。操作如下描述:取根据实施例3的方法合成的n-月桂酰-l-丙氨酸10g加入水中,加10%的氢氧化钠水溶液中和至ph=6~7,配制成100ml的水溶液。取5ml原液稀释至500ml,将另一份事先喷洒过农药甲胺磷和乙酰甲胺磷的绿叶蔬菜(大青菜)100g,剪碎,浸泡在上述溶液中2分钟,取出后用500ml清水冲洗,然后取出检测其蔬菜叶子上的农药残留。表2示出了清洗前后的农药数据残留对比:表2:n-月桂酰-l-丙氨酸对农药的去除效果分析序号检验项目清洗前mg/kg清洗后mg/kg去除率%1甲胺磷16.065.6864.632乙酰甲胺磷38.489.7574.66根据以上数据可以看出,本发明所使用的表面活性物质n-月桂酰-l-丙氨酸溶液对甲胺磷和乙酰甲胺磷具有明显的去除作用,作用2min后,对甲胺磷的去除率可达到64.63%;对乙酰甲胺磷的去除率可达到74.66%,效果明显。实例3n-月桂酰-l-丙氨酸对异味的消除效果评价取根据实施例3的方法合成的n-月桂酰-l-丙氨酸10g加入水中,加10%的氢氧化钠水溶液中和至ph=6~7,配制成100ml的水溶液。取5ml原液,稀释至100ml,将含有异味的(气味、机油味、臭味等)棉布10平方厘米浸泡在上述溶液中2分钟后,取出,用水清洗,晾干,实验结果发现棉布上异味全部消失,由此可知,根据本发明的方法合成的n-月桂酰-l-丙氨酸具有良好的异味消除效果。基于以上可知,本发明的n-月桂酰-l-丙氨酸的制备方法工艺步骤简单,反应条件温和,适于工业化生产。根据本发明的方法制备得到的n-月桂酰-l-丙氨酸纯度高,基本在97%以上,且月桂酸含量极微量,hplc检测不出来,有效的避免了月桂酸对产品质量的影响。所得到的n-月桂酰-l-丙氨酸结构性能稳定;具有良好的抑菌率,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白假丝酵母菌的抑制率均可达到100%;有效去除农药残留,对甲胺磷的去除率可达64.63%,对乙酰甲胺磷的去除率可达74.66%;同时具有良好的除异味性能,在日化领域、农业、医药行业均可以有很好的应用。此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。当前第1页12
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