单乙醇脂肪酰胺的合成及性能_郭祥峰

--
C10
80.4 ～ 81.1
--
C12
88.3 ～ 89.0
72～ 89
C14
94.8 ～ 95.9
88～ 89
C16
99.8 ～ 100.5
99
C18 C18 =
96.2 ～ 96.8 95.5 ～ 96.3
88～ 92 --
图 2 单乙醇油酰胺与氯化钠加入量 对体系黏度的影响
Fig .2 The relation of system viscosity vis
图 1 不同单乙醇酰胺的 IR 谱
Fig .1 The IR spectra of different fatty acid monoethanolamides
由图 1 可 以看 出 , 8 种 脂肪 酰胺 产 品在 1 730 ～ 1 750 cm-1无吸收峰 , 说明无酯键形成 , 在1 650 cm -1 和1 560 cm -1有两个强吸收峰 , 为酰胺的特征吸收峰 。 说明合成的产物为纯度很高的单乙醇脂肪酰胺 。 2.2 不同单乙醇脂肪酰胺的增稠 、 起泡稳泡与珠光 作用
图 2 ～ 图 8 分别为 8 种单乙醇脂肪酰胺与 NaCl 加 入量对 pH 为 8.5 的 w (AES) =10 %和 w (Ninol) = 3 %体系黏度的影响 。
图 4 单乙醇棕榈酰胺与氯化钠加入量 对体系黏度的影响
Fig .4 The relation of system viscosity vis
由表 3 可以看出 , 单乙醇月桂酰胺对体系发泡与 稳泡有明显的促进作用 。 单乙醇油酰胺 、 单乙醇棕榈 酰胺 、 单乙醇肉豆蔻酰胺和单乙醇癸酰胺随加入量增 加 , 发泡与稳泡能力增强 。单乙醇辛酰胺和单乙醇己 酰胺对泡沫没有促进作用 。而单乙醇硬脂酰胺随加入 量增加 , 泡沫明显减少 。
研究与开发 第 2 期
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8 种单乙醇脂肪酰胺中单乙醇肉豆蔻酰胺 、 单乙 醇棕榈酰胺 、 单乙醇硬脂酰胺在 w (AES) =10 %和 w (Ninol) =3 %组成的体系中有珠光效果 。 珠光效 果分别由打分和浊度来评价 。 结果见表 4 。
tanoylamides, monoethanoloctanoylamides and NaCl
由图 2 可以看出 , 单乙醇油酰胺对体系有明显的 增稠作用 , 且增稠效果随其加入量增加而增强 , 而且 达到相同黏度时 , NaCl 的用 量大大减少 。 由图 3 可 以看出 , 单乙醇硬脂酰胺对体系有增稠作用 , w (单 乙醇硬脂酰胺) =1.5 %的增稠效果最好 。 图 5 的曲 线表明 , w (单乙醇肉 豆蔻酰胺) =1.0 %和0.5 % 的对体系有明显的增稠效果 , 加入 w (单乙醇肉豆蔻 酰胺) =1.0 %时 , 增稠效果显著 , 加入 w (单乙醇 肉豆蔻酰胺) =1.5 %时 , 对体系 黏度无明显影响 , 达到相同黏度时 , NaCl 加入 量减少 。 从 图 6 可以看 出 , 加入 w (单乙醇月桂酰胺) =1.0 %和1.5 %的 体系黏度明显增加 , 而加入 w (单乙醇月桂酰胺) = 0.5 %时 , 黏度变化不大 , 但达到相同黏度时 , NaCl 用量大大减少 。比 较几种单乙醇脂肪酰 胺的增稠作 用 , 其中单乙醇油酰胺增稠效果最好 。 由图 4 可以看 出 , w (单乙醇棕榈酰胺) =1.5 %、 1.0 %或0.5 % 时对体系没有明显增稠作用 , 但无不利影响 。 由图 7 和图 8 可以看出 , 单乙醇癸酰胺 、 单乙醇辛酰胺和单 乙醇己酰胺对体系黏度有不利影响 。 不同含 量的各 种单乙 醇脂肪 酰胺对 由 w (AES) = 10 %和 w (Ninol) =3 %组成的体系泡沫性能的影响 见表 3 。
烷醇酰胺非离子表面活性剂由于具有优异的分 散 、 增溶 、 乳化 、 增稠 、 发泡与稳泡等性能 , 广泛用 于日用品和工业助剂 。在液体洗涤剂中选用烷醇酰胺 是因为在配方中有良好的协同增稠作用和泡沫稳定作
用 。 烷醇酰胺包括单乙醇酰胺和二乙醇酰胺 , 后者产 量较大 , 近年来关于二乙醇酰胺的合成和性能研究有 报道[ 1, 2 , 4, 5] 。但研究表明含有少量二乙醇胺的二乙醇 脂肪酰胺对鼠类有明显的致癌作用 , 单乙醇脂肪酰胺 有望成为其代用品[ 3] 。本文在二乙醇脂肪酰胺研究工 作基础上[ 4, 5] , 利用脂肪酸与单乙醇酰胺反应合成了 系列单乙醇脂肪酰胺 , 对其进行了提纯 , 测定了其熔 点和 IR 光谱 。 对其在 AES 和 Ninol 体系中的增稠 、 发 泡 、 稳泡和珠光效果进行了研究 。 1 实验 1.1 主要仪器和药品
monoethanolmyristoylamides and NaCl
图 6 单乙醇月桂酰胺和氯化钠加入量 对体系黏度的影响
Fig .6 The relation of system viscosity vis
monoethanolauoy lamides and NaCl
图 7 单乙醇桂酰胺与氯化钠加入量 对体系黏度的影响
单乙醇脂肪酰胺的合成及性能
郭祥峰1、2 , 贾丽华1、2 , 陈华群1 , 陆 铭1 (1.齐齐哈尔大学化学化工学院 , 黑龙江 齐齐哈尔 161006 ; 2.大连理工大学精细化工国家重点实验室 , 辽宁 大连 116012)
摘要 :以辛酸 、 癸酸 、 月桂酸 、 肉豆蔻酸 、 棕榈酸 、 硬脂 酸和油酸 为原料分别 与单乙 醇胺反 应 , 合成了 一 系列单乙醇脂肪 酰胺 。 上述 产品 经重 结晶 提纯 后 , 测 定 了系 列单 乙 醇脂 肪酰 胺 对 w (AES) =10 %和 w (Ninol) =3 %等表面活性剂水溶液体系的增稠 、 泡沫性能和珠光效果 。 研究表 明 :各种单乙 醇脂肪酰胺 可 以分别用异丙醇 、 水 、 丙酮和石油醚重结晶 , 单乙醇脂肪酰胺为白色片状晶体 。 C12 ～ C18 的单乙醇脂肪酰 胺 有较好的 增稠性能 , 其中单乙醇油酰胺最好 。 单乙醇月桂酰 胺对体系 发泡与稳泡 有明显的促 进作用 。 单 乙 醇硬脂酰胺在体系中有很好的珠光效果 。 关键词 :脂肪酸 ;单乙醇胺 ;单乙醇脂肪酰胺 ;合成 ;性能 中图分类号 :TQ 423.2 文献标识码 :A 文章编号 :1001-1803 (2002)02 -0026-04
提纯后的样品进行了熔点测定和 IR 分析 。 表 2 为熔点数据 。
表 2 不同单乙醇脂肪酰胺的熔点 Tab .2 The melt points of different fatty acid monoethanolamides
熔点/ ℃
文献值/ ℃
C6
44.5 ～ 45.2
--
C8
67.2 ～ 67.6
郭 祥峰等 :单乙醇脂肪酰胺的合成及性能
样品 含量 泡高 w/ % / mm
0.5 瞬时
单乙醇 油酰胺
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表 3 不同含量的各种酰胺对 AES 体系的泡 沫高度影响 Tab .3 The foam height of different monoethanolamides with AES system
单乙醇胺 、 正己酸 、 辛酸 、 异辛酸 、 癸酸 、 月桂 酸 、 棕榈酸 、 硬脂酸和油酸为市售化学试剂 。
X -6 显微熔点测定仪 , NDJ -1 型旋转黏度计 , PE -783 红外光 谱仪 , Ross -Mile 泡高 仪 , ST -201 浊度仪 。 1.2 实验方法
在装有回流冷凝管 、分水器 、搅拌器和温度计的四 口瓶中 , 将不同脂肪酸与单乙醇胺按 n(脂肪酸)∶n (单 乙醇胺) =1∶1.5 分别投料 , 通氮气 , 搅拌 , 反应温 度保持 140 ℃～ 150 ℃, 反应数 h 。 反应过程中间隔 一定 时间 取 样 测 体 系的 酸 值 , 当 脂 肪酸 转 化 率 x (COOH) ≥96 %时停止反应 , 得 8 种不同碳数的单
monoethanolpalmitamides and NaCl
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研究与开发 日 用 化 学 工 业 第 32 卷
图 5 单乙醇肉豆蔻酰胺与氯化钠加入量 对体系黏度的影响
Fig .5 The relation of system viscosity vis
乙醇脂肪酰胺 。 用适当的溶剂对 8 种不同单乙醇脂肪 酰胺进行重结晶提纯 。
测定单乙醇酰胺的熔点 (仪器未经校正)。 红外 光谱用 KBr 压片法测定 。 2 结果与讨论 2.1 单乙醇脂肪酰胺的提纯
表面活性剂由于其独特的两亲性 , 提纯较困难 。 本实验分别用异丙醇 、 水 、 丙酮和石油醚为溶剂对单 乙醇脂肪酰胺进行重结晶 , 提纯后样品为白色片状结 晶 。 各种不同单乙醇脂肪酰胺提纯采用的溶剂和方法 列于表 1 。 表 1 不同单乙醇脂肪酰胺在不同溶剂中的溶解性
可
不溶
C 18
可
不溶
C
= 18
溶
不溶
注 :C18 =为单乙醇油酰胺
不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 可
冻可 --------
由表 1 可以看出 , 单乙醇癸酰胺与单乙醇月桂酰
收稿日期 :2001 -04 -02 ;修回日期 :2002 -01 -20 基金项目 :黑龙江省青年基金项目 (黑科青 Q00C033)
作者简介 :郭祥峰 (1963-), 男 , 山东单县人 , 工学硕士 , 副教授 , 大连理工大学在读博士 。
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研究与开发 第 2 期
郭 祥峰等 :单乙醇脂肪酰胺的合成及性能
胺通过冷冻其异丙醇溶液可以重结晶 。 单乙醇肉豆蔻 酰胺 、 单乙醇棕榈酰胺和单乙醇硬脂酰胺可以用异丙 醇在室温下重结晶 。单乙醇辛酰胺可以用水重结晶 。 单乙醇油酰胺可以用石油醚重结晶 。单乙醇己酰胺可 以通过冷冻其丙酮溶液进行重结晶 。
单乙醇 己酰胺
单乙醇 辛酰胺
单乙醇 单 乙 醇 单乙醇肉 单 乙 醇 单 乙 醇 癸酰胺 月桂酰胺 豆蔻酰胺 棕榈酰胺 硬脂酰胺
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及可重结晶性 Tab.1 Recrystalition and solubility of different fatty acid
monoethanolamides in different solvents
异丙醇
水
石油醚
丙 酮
C6
溶
溶
C8
溶
可
C 10
冻可
可
C 12
冻可
不溶
C 14
可
不溶
C 16
monoethanololeoamides and NaCl
图 1 为各种单乙醇脂肪酰胺的 IR 谱图 。
图 3 单乙醇硬脂酰胺与氯化钠加入量 对体系黏度的影响
Fig .3 The relation of system viscosity vis
monoethanolstearoylamides and NaCl
DO I :10.13218/j .cnki .csdc .2002.02.008
日 用 化 学 工 业 第 32 卷第 2002 年 4
2期 月
Ch ina
Surfactant
Detergent
&Cosmetics
VoA1p.ri3l22N00o2.2
Fig .7 The relation of system viscosity vis
monoethanoldecaoylamides and NaCl
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图 8 单乙醇辛酰胺 、 单乙醇己酰胺与氯化 钠加入量对体系黏度的影响
Fig .8 The relation of system viscosity vis monoethanoloc-