用于制备n-酰基氨基酸盐的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及N-酷基氨基酸盐W及其制备方法。
【背景技术】
[0002] N-酷基氨基酸盐是在衣物洗涂剂、家庭或工业用清洁剂、发泡剂、乳化剂、个人清 洁剂、W及其他应用中有用的阴离子表面活性剂。由于它们常常是格外溫和的，运些盐对于 个人护理制剂是特别有价值的。
[0003] 总体上，N-酷基氨基酸盐尚未被充分利用，运至少部分归因于制造它们中的挑战。 N-酷基氨基酸盐可W由对应的脂肪酷氯和氨基酸盐使用肖顿-鲍曼(Schotten-Baumann)化 学反应制成（参见，例如，美国化学会志（J. Am. Chem.Soc. )78(1956)172和美国专利号6， 703,517)，但是运种方法是昂贵的并且产生等摩尔量的不希望的盐副产物。在一种替代合 成方法中，使脂肪酸与氨基醇反应W给出一种脂肪酷胺，然后氧化该脂肪酷胺W给出N-酷 基氨基酸(参见，例如，美国专利号8,093,414)。运种方法受制于相对低的产率、在氧化步骤 中的低选择性、使用贵金属催化剂、W及需要一种常规的有机加工处理。
[0004] 在其他已知的方法中，该N-酷基氨基酸盐是由一种脂肪酸制成。例如，EP1672055 和美国专利申请公开号2006/0239952描述了通过使一种脂肪酸与甘氨酸反应合成N-酷基 甘氨酸盐。运种方法产生相对高比例的二-和Ξ-肤副产物(二-和Ξ-甘氨酸盐），运些副产 物可W是或者可W不是所希望的，取决于预期用途;到单-酷化产物的转化率是约92%。美 国专利号3,836,551传授了使脂肪酸与氨基酸盐在烙融流体相（即，没有溶剂）、在溶液中使 用一种极性非质子溶剂(诸如二甲基亚讽或N，N-二甲基甲酯胺）、或在悬浮液中用一种非极 性有机溶剂（如，二甲苯)进行反应。典型的反应时间为约9小时，并且不讨论副产物。总体 上，该脂肪酸途径也是不太优选的，因为它需要高的反应溫度，运导致了N-酷基氨基酸盐的 不希望的显色。
[0005] 美国专利号5,898,084描述了通过使单-、二-或Ξ甘油醋与氨基酸盐在一种强碱 存在下进行反应制备N-酷基氨基酸盐。在运些实例中，使菜巧油(一种Ξ甘油醋）与肌氨酸 钢在甲醇钢/甲醇存在下进行反应，并且该反应继续直到不再检测到甘油醋。随后是一种典 型的有机加工处理。该参考文献指出在该反应过程中产生的甘油留在反应混合物中或部分 或全部地在常规加工处理中除去。在该反应结束时，该混合物典型地是一种粘性的糊状物。
[0006] 脂肪烷基醋也已经被用作起始材料。美国专利号5,856,538传授了使脂肪烷基醋 (例如油酸甲醋)与氨基酸盐和30%-150%摩尔过量的一种强碱(例如甲醇钢/甲醇溶液)进 行反应(参见第2栏，第65行至第3栏，第2行，W及实例2和3)。在运些实例中使用肌氨酸钢， 尽管其他氨基酸盐被传授为合适的。该' 538专利传授了（第对兰，第22-27行)该反应通常"在 大气压下进行;尽管自生压力或升高的压力是可能的，但它不具有进一步的优势。"W0 95/ 07881传授了一种起始于脂肪酸醋制备N-酷基肌氨酸盐的方法。该参考文献指出在该酷胺 化反应的过程中醇溶剂（例如，1-丙醇、1-下醇、异下醇、丙二醇、乙二醇）可W用于降低粘 度。在运些实例中，溶剂用于通过共沸蒸馈去除水。
[0007] 最近的联合利华公司化nilever)公开物描述了自脂肪烷基醋和氨基酸盐在作为 反应介质的低分子量多元醇如甘油或丙二醇中制备脂肪N-酷基酷氨基表面活性剂(参见美 国专利申请公开号 2013/0029899、2013/0030197、2013/0030198、2013/0030199、2013/ 0030200、2013/0030201、2013/0030202、和 2013/0030203)。使用水、醇、或甲苯代替甘油的 对比试验提供非常低的产率。用于该方法的传授的催化剂包括"含有碱金属和碱±金属的 氨氧化物、憐酸盐、硫酸盐W及氧化物，包括氧化巧、氧化儀、氧化领、氧化钢、氧化钟、氨氧 化巧、憐酸儀和其混合物"（参见'203公开物，第[0031]段）。氧化巧用于运些实例中。
[0008] 当反应物是脂肪烷基醋(特别是脂肪甲醋）和碱金属甘氨酸盐时，制备N-酷基氨基 酸盐特别具有挑战性，如在挪油酷基甘氨酸钢、肉豆違基甘氨酸钢、或月桂基甘氨酸钢的制 备中。运个反应是麻烦的，因为缺乏试剂的相容性、在升高的工艺溫度下的反应混合物的固 化、显色，甲醇去除过程中的严重发泡、W及显著的副产物产生。太经常地，无法找到W高的 产率在脂肪酸皂和二肤副产物的最低产生下提供低色度N-酷基氨基酸盐的条件。
[0009] 总之，需要一种用于制备N-酷基氨基酸盐的改进方法。具体地，工业需要一种方 法，该方法避免盐产生和其他已知途径的选择性问题。优选地，可W克服使从脂肪烷基醋制 备N-酷基甘氨酸盐复杂化的具体困难。一种理想方法将在降低比例的脂肪酸皂W及二肤副 产物下给出高产率的低色度N-酷基氨基酸盐。
【发明内容】
[0010] 在一个方面中，本发明设及N-酷基氨基酸盐组合物W及一种用于自脂肪烷基醋制 造它们的改进方法。该方法包括使脂肪烷基醋与氨基酸盐在一种醇盐催化剂存在下进行反 应。该反应是在至少5psig的压力下进行的。基于用作反应物的脂肪烷基醋的量使用至少10 摩尔百分比的催化剂。我们出人意料地发现需要压力和最低水平的醇盐催化剂来给出高的 脂肪烷基醋转化率和所希望的N-酷基氨基酸盐的良好产率。所得的N-酷基氨基酸盐组合物 (可高活性物水平配制）具有低色度、可接受水平的脂肪酸皂、和小比例的二酷化的副 产物。
[0011] 在另一个方面中，本发明设及一种改进的方式来分离N-酷基氨基酸盐。在运种方 法中，通过W下方式将该N-酷基氨基酸盐与该N-酷基氨基酸盐组合物中未反应的起始材料 (脂肪烷基醋、氨基酸盐)分离:形成该组合物在一种C1-C4醇中的浆料、从该浆料中回收该N-酷基氨基酸盐、并且干燥该N-酷基氨基酸盐。
[0012] 在另一个方面中，本发明设及一种单相混合物，该混合物包含一种脂肪烷基醋和 一种氨基酸盐。该单相混合物可W包含基于脂肪烷基醋的量至少10摩尔％的一种醇盐催化 剂。在另一个方面中，该单相混合物包含一种氨基酸盐混合物;运种盐混合物包含一种非甘 氨酸盐氨基酸盐和至少20摩尔％的一种甘氨酸盐。在另一个方面中，该单相混合物包含至 少30摩尔％过量的该脂肪烷基醋或至少30摩尔％过量的该氨基酸盐。我们出人意料地发现 当使氨基酸盐与脂肪烷基醋反应W给出对应的N-酷基氨基酸盐时，通过上述方法之一实现 起始材料的单相混合物对于实现良好的转化率是有价值的。
【具体实施方式】
[0013] 在一种本发明的方法中，脂肪烷基醋与氨基酸盐在足够的醇盐催化剂存在下在压 力下反应W便给出一种N-酷基氨基酸盐组合物。
[0014] 合适的脂肪烷基醋是直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪酸的低级烷基醋。该脂 肪烷基醋可W，例如，通过用烧醇醋化一种脂肪酸或通过用烧醇醋交换一种甘油Ξ醋(典型 地是一种动物或植物脂肪或油）制成。因此，该醋的脂肪部分将典型地具有6-22个碳(具有 饱和和内部不饱和的链的混合物）。
[0015] 在一个优选的方面中，该脂肪烷基醋是一种通过分馈得到的低级烷基醋。因此，一 种脂肪或油的皂化提供一种脂肪酸，该脂肪酸可W与一种低级烧醇反应W给出一种醋、典 型地甲醋的混合物。运种混合物的分馈提供了具有所希望的平均碳数范围的脂肪烷基醋。 可替代地，该脂肪或油与烧醇在分馈之前的一个步骤中进行醋交换W给出运些醋。
[0016] 取决于来源，该脂肪酸醋可W具有占优势的C16-C22组分。例如，大豆油的甲醇分解 提供栋桐酸(Cl6)和硬脂酸(Cl8)的饱和甲醋，W及油酸(Cl8单-不饱和的）、亚油酸(Cl8二-不 饱和的）、和α-亚麻酸(CisS-不饱和）的不饱和甲醋。优选的脂肪烷基醋衍生自C6-C22脂肪酸 或它们的混合物，优选C8-C18脂肪酸或它们的混合物。在一些例子中，Cl2-Cl4脂肪酸可W是 优选的。实例包括癸酸甲醋、肉豆違酸甲醋、月桂酸甲醋、W及来自挪子油的甲醋。优选的脂 肪烷基醋衍生自C1-C4烧醇，优选甲醋或乙醋、最优选甲醋。
[0017] 合适的氨基酸盐是氨基酸的碱金属盐W及碱±金属盐。该氨基酸可W是，例如，丙 氨酸、鄉氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色