摘要：以十四酸和氯化亞砜為原料合成十四酰氯中間體，在堿性條件下與天冬氨酸反應合成N-十四酰基天冬氨酸鈉。通過單因素考察確定了酰基化反應的最佳工藝:5℃，pH為10～11，n（天冬氨酸）∶n（十四酰氯）=1.1∶1.0，時間3.5h，收率為83.49%。研究了提純方法，得到純度為97.06%的產品。性能研究表明，產品具有優異的表面活性、滲透性和鈣皂分散性。

氨基酸表面活性劑由于其環境友好性和良好的生物降解性，近年來越來越受到人們的重視，成為眾多研究者的興趣所在。它們的原料是天然的氨基酸，無毒，生物降解性好，因此，在食品、制藥和化妝品工業中有很大的應用前景。隨著人們對其的關注，氨基酸表面活性劑的品種越來越多，其中有部分產品已經實現了工業化，目前較有影響的產品有美國的Hamposyl、德國的Medialan、日本的Amisoft等。氨基酸表面活性劑中研究最多的是N-酰基氨基酸表面活性劑，合成所采用的氨基酸主要有肌氨酸、谷氨酸、精氨酸、亮氨酸、丙氨酸、絲氨酸、纈氨酸、天冬氨酸、甘氨酸，其中肌氨酸最多，目前國內外的報道都很多。以天冬氨酸為原料合成N-脂肪酰基天冬氨酸表面活性劑的報道較少，目前只有N-十酰基天冬氨酸鈉。研究表明，N-十酰基天冬氨酸鈉具有優良的表面活性及在硬水中優異的鈣皂分散性。本文在前期研究的基礎上合成了N-十四酰基天冬氨酸鈉，并對其合成工藝和性能進行了研究，以期為系列N-酰基天冬氨酸鈉表面活性劑的研究和開發提供參考。

1實驗

1.1合成路線

先合成十四酰氯和天冬氨酸鈉，然后再將十四酰氯與天冬氨酸鈉反應得到目標產物N-十四酰基天冬氨酸鈉。

前兩步反應為中間體的制備，最后一步為最終產物的制備。該反應屬于SN2取代反應，在發生酰胺化反應的同時，十四酰氯很容易水解，十四酰氯與天冬氨酸鈉也容易發生成酐反應，這是此反應的副反應。

由于氨基中氮的親核性比羥基和羧基中氧的親核性強，因此主反應是能夠進行的，但副反應的存在會降低目的產物的收率和純度，因此，要嚴格控制工藝條件，確保主反應的順利進行。

1.2試劑與儀器

氯化亞砜（99.0%），棕櫚酸（＞98.0%），天冬氨酸（＞99.0%），石油醚（30～60℃，分析純），丙酮（99.5%）。

PHS-3C型數顯酸度計，Delta-8全自動高通量表面張力儀，Waters-600e高效液相色譜儀，2151型羅氏泡沫儀。

1.3實驗步驟

1.3.1十四酰氯的制備

稱取一定量的棕櫚酸于三頸燒瓶中，加熱使其

1.3.2 N-十四酰基天冬氨酸及其鈉鹽的制備

在三頸燒瓶中加入一定量天冬氨酸，用2mol·L-1氫氧化鈉溶液使其溶解，調節體系至一定pH值，加入一定量丙酮，置于冰浴中，待體系降至反應溫度后，逐滴加入預先溶有適量丙酮的十四酰氯中，同時滴加2mol·L-1氫氧化鈉溶液，維持體系pH值為定值，反應數小時后結束。經純化得產品N-十四酰基天冬氨酸，用0.5mol·L-1氫氧化鈉/乙醇溶液中和至pH=7，冷卻析出物烘干即為N-十四酰基天冬氨酸的鈉鹽產品。

1.3.3分析方法

1）銀量法測定脂肪酰氯的收率。從反應方程式可以看出，只有目的產物是液體，副產物都是氣體，產品可用減壓蒸餾法提純。因為脂肪酰氯易水解，可用一定量氫氧化鈉溶液與脂肪酰氯反應，使溶液呈中性，再用銀量法滴定氯離子含量。

2）高效液相色譜法測定目標產物的收率。色譜條件:色譜柱Waters C18；色譜柱溫度30℃；檢測器:蒸發光散射（ELSD）；檢測器溫度115℃；流動相:甲醇/水（梯度洗脫）；流速:0.8mL·min-1。

由高效液相色譜可測得粗產品的表面活性劑含量X，然后通過下式可計算出產品的收率，計算公式如下式所示:

S=mX/W

式中:m為產品實際質量，W為產品理論質量，X為高效液相色譜測得的產品純度。

1.3.4性能測定方法

表面張力測定采用參照Wilhelmy法；鈣皂分散力測定采用參照分數指數法。泡沫性能的測定采用傾注法；滲透力的測定采用帆布沉降法；乳化性的測定采用靜置實驗。

2結果與討論

2.1十四酰氯的合成工藝條件

由于脂肪酰氯合成工藝的研究已很成熟，經查閱文獻，脂肪酰氯的合成工藝為:n（脂肪酸）∶n（氯化亞砜）=1.0∶1.3，氯化亞砜采用滴加的方式，反應溫度65～70℃，反應時間5h。反應結束后，用銀量法測定其收率均在95%以上，完全可以用于下一步酰基化反應。

2.2 N-十四酰基天冬氨酸鈉合成的影響因素研究

根據合成原理，影響產物收率的因素有反應介質、加料方式、反應溫度、反應體系pH值、原料配比及反應時間。

2.2.1反應介質的選擇

由于十四酰氯易水解，應避免與水接觸，而天冬氨酸難溶于有機溶劑卻易溶于水，因此選擇水與有機溶劑組成的混合溶劑作介質，并考慮將部分有機溶劑先用于溶解酰氯，以進一步抑制酰氯水解。要求所選溶劑沸點高于反應溫度，易與產物分離，且在堿性條件下穩定，據此確定水-丙酮［V（水）∶V（丙酮）=1∶1］混合溶劑為反應介質。

4.藥材規范化種植面積和認證情況。種植面積甘肅最大，達100萬畝，其他省（區）幾十萬畝不等，GAP認證基地陜西最多，為7個。

2.2.2加料方式的選擇

采用十四酰氯與氫氧化鈉溶液同時滴加的方式，可使反應液中OH-的瞬間濃度不致過高，天冬氨酸的濃度與滴加的酰氯相比，處在大大過量的情況下，可以最大限度地抑制酰氯水解反應，以提高收率，故本實驗采用滴加的方式。

2.2.3反應溫度的影響

從反應活化能、溶劑沸點、體系黏度三個方面綜合考慮，將反應溫度選取在5～15℃。在n（天冬氨酸）∶n（十四酰氯）=1.1∶1.0、t=3.5h、pH=10～11條件下，考察不同溫度對反應的影響，其結果如表1所示。

表1反應溫度對反應收率的影響

由表1可見，5℃時，反應收率最高，但考慮到5℃以下實驗室現有條件很難達到，因此不再做延伸實驗，選擇最佳反應溫度為5℃。