专利名称：一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法
技术领域：
本发明涉及表面活性剂领域的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，特别涉及用光气法合成的棕榈酰氯制备棕榈酰基氨基酸钠的合成方法。
背景技术：
随着全球经济的飞速发展，生活水平的提高，人们对化妆品的要求越来越高，因而防衰老抗皱化妆品越来越被人们所重视，抗衰老化妆品工业更是得到了迅猛的发展。用于药品中具有抗皮肤老化功效的各种天然或合成的抗衰老药妆品种类繁多，利用先进医学技术的药妆品已经得到了快速发展，药妆品全球市场高达500多亿美元。皮肤老化是一种持续渐进性的生理过程，其中主要的有遗传学说，差误学说、自由基学说、色素学说等衰老机理，随着衰老机理研究的深人，各种抗衰老药物被不断的研究开发，有活性剂、防晒剂、保湿齐U、抗氧化剂等。
N-棕榈酰基谷氨酸、N-棕榈酰基丙氨酸、N-棕榈酰基甘氨酸、N-棕榈酰基异亮氨酸，1，4_ 二棕榈酰羟脯氨酸等N-棕榈酰基氨基酸作为一种极为有效的抗皱抗衰老活性剂，广泛用于抗老化美容组合物。棕榈酰基氨基酸具有很好的皮肤亲和力，能够起到氨基酸在皮肤细胞内最好的媒介传递作用，调控存活蛋白核形式的人皮肤表皮基底角质形成细胞比例，维持人皮肤表皮干细胞存活比例。比维生素C具有更强的刺激胶原纤维收缩作用和抑制弹性蛋白酶活性的作用，并能有效地清除氧自由基，可与任何有抗皮肤衰老、抗皱、皮肤松弛或抗氧自由基作用的产品配合使用，在抗衰老类化妆品中具有很大的应用潜力。在本发明给出之前，现有技术中棕榈酰氯制备多是采用由三氯化磷、氯化亚砜、三氯氧磷等酰氯化，三氯化磷，三氯氧磷法得到的酰氯中含有较多的副产磷酸，氯化亚砜法得到的酰氯中含有较多的硫化物，由其生产的棕榈酰基氨基酸钠中残留的磷、硫，将影响其在高端抗衰老化妆品中的应用，无法满足高端市场对产品质量的要求。同时，三氯化磷作为氯代试剂产生大量含磷废水，氯化亚砜法工艺产生的二氧化硫对环境污染严重。J. CffBE SOC., 31(1954)p. 151报道了羧酸在酰胺催化下，与光气反应制备酰氯的方法；EP0508147提出了由羧酸在氩气保护下，用N-乙烯基酰胺聚合物作催化剂，与光气反应制备酰氯的方法；CN1915956报道了棕榈酸与固体光气合成棕榈酰氯的方法。未见由光气法生产棕榈酰氯，再由所得酰氯制备棕榈酰基氨基酸钠的报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，由光气法生产棕榈酰氯，不会因三氯化磷作为氯代试剂产生大量含磷废水，氯化亚砜法产生的二氧化硫对环境污染严重，光气法所产生氯化氢可制成盐酸销售，二氧化碳可用于制备碳酸钠。再由所得酰氯制备棕榈酰基氨基酸钠，工艺合理，反应收率高，产品质量好，产品中不含残留的磷、硫，可广泛用于高端抗衰老化妆品。本发明的技术方案如下第一步，以棕榈酸和光气为原料，在有机酰胺催化剂作用下，60 100°C融熔状态下反应I 20h，反应完毕，真空蒸馏得到所述棕榈酰氯；
第二步，将上述棕榈酰氯滴加入氨基酸碱性溶液中反应，反应液的pH值控制在8 10，反应温度15 20°C,反应时间4 5 h，反应结束后，静置冷却，反应液用盐酸溶液酸化至pH为I 2，反应液中出现白色沉淀，过滤后，分别用水洗涤干净，干燥，得到棕榈酰基氨基酸；
第三步，将棕榈酰基氨基酸用乙醇溶解，加入等摩尔氢氧化钠的乙醇溶液，冷却后结晶，抽滤烘干后得到棕榈酰基氨基酸钠。反应方程式为
CH3 (CH2) 14C00H + COCl2-> CH3 (CH2) 14C0C1 + HCl + CO2
NH2CH(R) COOH + CH3 (CH2)14COCl+ 2Na0H——^ NaOOCCH (R) NHCO (CH2) 14CH3 + NaCl +·
2H20
NaOOCCH (R) NHCO (CH2) 14CH3 + HCl- HOOCCH (R) NHCO (CH2) 14CH3 + NaCl
HOOCCH (R) NHCO (CH2)14CH3 + NaOH-> NaOOCCH (R) NHCO (CH2) 14CH3 + H2O
氨基酸(NH2CH(R)COOH)为谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、羟脯氨酸中任一种。所述的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，第一步所用的棕榈酸、光气和催化剂的摩尔比为1:1. I 2. 5: O. 02 O. I，优选的棕榈酸、光气和催化剂的摩尔比为1:1. I 1.5: O. 02 O. 05，反应温度为60 100°C，优选为70 80°C，反应时间为I 20h，优选为5 IOh ;反应完毕真空蒸馏得棕榈酰氯，蒸馏条件140 200°C (1333Pa)。所述的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，第二步棕榈酰基氨基酸的制备步骤中，所用的氨基酸是将氨基酸配成25%水溶液，常温下搅拌使其全部溶解后制得的氨基酸钠溶液；氨基酸与棕榈酰氯的摩尔比为1:1. O I. 5，优选的摩尔比为1:1. O I. I ;在冰水浴中控制温度为O 50°C之间，优选为15 20°C ;所加入的氢氧化钠水溶液浓度为25%，使反应液一直处于pH=8 13之间，优选pH值控制在8 10，直到加完；再继续反应I 5h，优选4 5 h。反应后，用6N盐酸将pH值调至I 2，则有大量白色结晶析出，待产品全部析出后，过滤、干燥，得到棕榈酰基氨基酸。所述的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，第三步制备棕榈酰基氨基酸钠步骤中，将所得的棕榈酰基氨基酸用乙醇溶解时，溶剂乙醇的量为棕榈酰基氨基酸质量的I 5倍，优选为2 3倍，加入20%氢氧化钠的乙醇溶液，棕榈酰基氨基酸与氢氧化钠的摩尔比为I: I. O I. 5，优选的摩尔比为1:1. O I. I ;冷却温度为-10 50°C之间，优选-5 5°C，析出结晶，抽滤，烘干后，得到棕榈酰基氨基酸钠。本发明由光气法生产棕榈酰氯，再由所得酰氯制备棕榈酰基谷氨酸钠，工艺路线先进，工艺条件合理，操作简单安全，反应收率高，生产成本低，三废小，易于工业化生产，具有较大的实施价值和社会经济效益。
具体实施例方式以下以具体的实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不仅限于此。
实施例I
在装有温度计、回流冷凝管、导气管、搅拌的500mL四口烧瓶中，加入棕榈酸256g (Imol)，N, N- 二甲基甲酰胺I. 5g (O. 02mol)，升温至60°C，控制反应温度为70 80°C，5 10小时内，通入光气110g(l. lmol)，反应完毕，真空蒸馏，收集160 180°C (1333Pa)馏分，得棕榈酰氯245g，收率89%。在装有温度计、滴液漏斗、搅拌的IOOOmL四口烧瓶中，加入谷氨酸191g (lmol),溶于570g水中，常温下搅拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，将棕榈酰氯302g (I. lmol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制温度为15 20°C，在搅拌下加入棕榈酰氯，同时滴加25%的氢氧化钠水溶液，使反应液一直处于pH= 8 10，直到加完；再继续反应4 5ho反应后，用6N盐酸将pH值调至I 2，则有大量白色结晶析出，待产品全部析出后，过滤、干燥，得到棕榈酰基谷氨酸362g，收率94%。将棕榈酰基谷氨酸385g(Imol)溶解于乙醇650g中，加入20%氢氧化钠(2mol)的乙醇溶液400g，冷却-5 5°C，析出片状结晶，抽滤，烘干后，得到棕榈酰基谷氨酸钠412g， 收率96%。实施例2
棕榈酰氯合成同实施例I。在装有温度计、滴液漏斗、搅拌的IOOOmL四口烧瓶中，加入丙氨酸Illg(Imol)，溶于333g水中，常温下搅拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，将棕榈酰氯302g (I. lmol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制温度为15 20°C，在搅拌下加入棕榈酰氯，同时滴加25%的氢氧化钠水溶液，使反应液一直处于pH= 8 10，直到加完；再继续反应4 5 h。反应后，用6N盐酸将pH值调至I 2，则有大量白色结晶析出，待产品全部析出后，过滤、干燥，得到棕榈酰基丙氨酸314g，收率96%。将棕榈酰基丙氨酸327g(lmol)溶解于乙醇610g中，加入20%氢氧化钠(Imol)的乙醇溶液200g，冷却-5 5°C，析出结晶，抽滤，烘干后，得到棕榈酰基丙氨酸钠338g，收率97%。实施例3
棕榈酰氯合成同实施例I。在装有温度计、滴液漏斗、搅拌的IOOOmL四口烧瓶中，加入甘氨酸97g (lmol)，溶于291g水中，常温下搅拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，将棕榈酰氯302g (I. lmol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制温度为15 20°C，在搅拌下加入棕榈酰氯，同时滴加25%的氢氧化钠水溶液，使反应液一直处于pH= 8 10，直到加完；再继续反应4 5 h。反应后，用6N盐酸将pH值调至I 2，则有大量白色结晶析出，待产品全部析出后，过滤、干燥，得到棕榈酰基甘氨酸294g，收率94%。将棕榈酰基甘氨酸313g(lmol)溶解于乙醇480g中，加入20%氢氧化钠(Imol)的乙醇溶液200g，冷却O 5°C，析出结晶，抽滤，烘干后，得到棕榈酰基甘氨酸钠322g，收率96%。实施例4
棕榈酰氯合成同实施例I。在装有温度计、滴液漏斗、搅拌的IOOOmL四口烧瓶中，加入异亮氨酸153g，溶于599g水中，常温下搅拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，将棕榈酰氯302g (I. lmol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制温度为15 20°C，在搅拌下加入棕榈酰氯，同时滴加25%的氢氧化钠水溶液，使反应液一直处于pH= 8 10，直到加完；再继续反应4 5 h。反应后，用6N盐酸将pH值调至I 2，则有大量白色结晶析出，待产品全部析出后，过滤、干燥，得到棕榈酰基异亮氨酸351g，收率95%。
将棕榈酰基异亮氨酸369g (Imol)溶解于乙醇608g中，加入20%氢氧化钠(Imol)的乙醇溶液200g，冷却-5 5°C，析出结晶，抽滤，烘干后，得到棕榈酰基异亮氨酸钠375g，收率96%。实施例5
棕榈酰氯合成同实施例I。在装有温度计、滴液漏斗、搅拌的IOOOmL四口烧瓶中，加入羟脯氨酸131g(Imol)，溶于393g水中，常温下搅拌使其全部溶解后，配成25%水溶液，将棕榈酰氯604g (2. 2mol)放入干燥的滴液漏斗中，在冰水浴中控制温度为15 20°C，在搅拌下加入棕榈酰氯，同时滴加25%的氢氧化钠水溶液，使反应液一直处于pH=9 10，直到加完；再继续反应4 5ho反应后，用6N盐酸将pH值调至I 2，则有大量白色结晶析出，待产品全部析出后，过滤、干燥，得到二棕榈酰基羟脯氨酸547g，收率90%。将二棕榈酰基羟脯氨酸608g(lmol)溶解于乙醇800g中，加入20%氢氧化钠(Imol)的乙醇溶液200g，冷却O 5°C，析出结晶，抽滤，烘干后，得到棕榈酰基羟脯氨酸钠598g,收率 95%。实施例6
在装有温度计、回流冷凝管、导气管、搅拌的500mL四口烧瓶中，加入棕榈酸256g(Imol)，吡啶I. 6g(0. 02mol),升温至65°C，控制反应温度为70 80。。，5 10小时内，通入光气120g(1.2mol)，反应完毕，真空蒸馏，收集160 180°C (1333Pa)馏分，得棕榈酰氯234g，收率85%。棕榈酰基氨基酸钠合成同实施例I。对比实施例I
在装有温度计、回流冷凝管、导气管、搅拌的500mL四口烧瓶中，加入棕榈酸256g(Imol)和三氯化磷151g(l. lmol)，在反应温度为7(T80°C下反应2 3小时。反应后，用干燥的分液漏斗，分去下层的亚磷酸，上层清液倒入干燥的蒸馏瓶中，进行减压蒸馏，收集160 200 0C (1333Pa)馏分，得棕榈酰氯235. 9g，收率86%。棕榈酰基氨基酸钠合成同实施例I。对比实施例2
在装有温度计、回流冷凝管、导气管、搅拌的500mL四口烧瓶中，加入棕榈酸256g(Imol)和氯化亚砜143g(l. 2mol)，在反应温度为6(T70°C下反应2 3小时。反应后，加热回流4 h。减压蒸馏除去过量的氯化亚砜，减压蒸馏，收集160 180°C (533Pa)馏分，得棕榈酰氯233. 4g，收率85%。棕榈酰基氨基酸钠合成同实施例I。采用本发明方法制备棕榈酰基氨基酸钠，工艺合理，反应收率高，产品质量好，基本无三废，产品中不含残留的磷、硫，现将本发明合成方法与现有技术合成方法所制备的棕榈酰基氨基酸钠中残留的磷、硫对比如下
表I 棕榈酰基氨基酸钠中硫、磷含量对比
权利要求
1.一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，其特征在于制备方法包括如下步骤 第一步，以棕榈酸和光气为原料，在有机酰胺催化剂作用下，60 100°C融熔状态下反应I 20h，反应完毕，真空蒸馏得到所述棕榈酰氯； 第二步，将上述棕榈酰氯滴加入氨基酸碱性溶液中反应，反应液的pH值控制在8 10，反应温度15 20°C,反应时间4 5 h，反应结束后，静置冷却，反应液用盐酸溶液酸化至pH为I 2，反应液中出现白色沉淀，过滤后，分别用水洗涤干净，干燥，得到棕榈酰基氨基酸； 第三步，将棕榈酰基氨基酸用乙醇溶解，加入等摩尔氢氧化钠的乙醇溶液，冷却后结晶，抽滤烘干后得到棕榈酰基氨基酸钠。
2.根据权利要求I所述的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，其特征在于第一步所用的有机酰胺催化剂为N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺、吡啶或N，N- 二甲基丁酰胺。
3.根据权利要求I所述的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，其特征在于第二步所用的氨基酸为谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、异亮氨酸或羟脯氨酸。
4.根据权利要求I所述的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，其特征在于第一步所用的棕榈酸、光气和催化剂的摩尔比为I: I. I 2. 5: O. 02 O. I，优选的棕榈酸、光气和催化剂的摩尔比为1:1. I I. 5: O. 02 O. 05，反应温度为60 100°C，优选为70 80°C，反应时间为I 20h，优选为5 IOh ;反应完毕真空蒸馏得棕榈酰氯，蒸馏条件140 200 0C (1333Pa)。
5.根据权利要求I所述的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，其特征在于第二步棕榈酰基氨基酸的制备步骤中，所用的氨基酸是将氨基酸配成25%水溶液，常温下搅拌使其全部溶解后制得的氨基酸溶液；氨基酸与棕榈酰氯的摩尔比为I: I. O I. 5，优选的摩尔比为1:1. O I. I ;在冰水浴中控制温度为O 50°C之间，优选为15 20°C ;所加入的氢氧化钠水溶液浓度为25%，使反应液一直处于pH=8 13之间，优选pH值控制在8 10。
6.根据权利要求I所述的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，其特征在于第三步制备棕榈酰基氨基酸钠步骤中，将所得的棕榈酰基氨基酸用乙醇溶解时，溶剂乙醇的量为棕榈酰基氨基酸质量的I 5倍，优选为2 3倍，加入20%氢氧化钠的乙醇溶液，棕榈酰基氨基酸与氢氧化钠的摩尔比为I: I. O I. 5，优选的摩尔比为I: I. O I. I ;冷却温度为-10 50°C之间，优选-5 50C ο
全文摘要
本发明涉及表面活性剂领域的一种棕榈酰基氨基酸钠的合成方法，特别涉及用光气法合成的棕榈酰氯制备棕榈酰基氨基酸钠的合成方法。本发明提供一种由光气法生产棕榈酰氯，以棕榈酸和光气为原料，在有机酰胺催化剂作用下，通过反应得到所述棕榈酰氯；然后，将棕榈酰氯滴加入氨基酸碱性溶液中通过反应得到棕榈酰基氨基酸；所制得的棕榈酰基氨基酸用乙醇溶解，加入氢氧化钠的乙醇溶液，最后得到棕榈酰基氨基酸钠。该合成方法不会因三氯化磷作为氯代试剂产生大量含磷废水，氯化亚砜法产生的二氧化硫对环境污染严重，工艺合理，反应收率高，产品质量好，产品中不含残留的磷、硫，可广泛用于高端抗衰老化妆品。
文档编号C07D207/16GK102863348SQ20121032519
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者李耀莲 申请人:长沙普济生物科技有限公司