1. Sentèz yon sèl -chèn Surfactants asid amine:
Matyè premyè pou sentèz yo soti nan divès kalite asid asid, debaz, oswa net asid amine tankou asid aspartik, asid glutamik, arjinin, alanin, glisin, lesin, prolin, serin, ak pwodwi idroliz pwoteyin. Fen idrofob, tankou asid gra oswa klori alkil, ka tache ak gwoup amine, -COOH gwoup, oswa gwoup chèn bò nan asid amine. Si asid gra oswa alogen alkil reyaji avèk gwoup amine, yo pwodui dérivés N-asid oswa N-alkil ki koresponn; si amine gra oswa alkòl gra kondanse ak gwoup karboksil, yo jwenn dérivés N-alkil oswa O-alkyl ester asid amine. Metòd reyaksyon diferan bay diferan varyete pwodwi; Se poutèt sa, surfactants asid amine montre divèsite nan estrikti chimik ak pwopriyete fizikochimik ak byolojik. Metòd chimik, metòd sentèz anzimatik, oswa metòd sentèz anzimatik chimyo-yo tout itilize pou sentèz surfactants asid amine. Akòz pwosesis pwosesis relativman senp ak ekipman metòd chimik yo, ak matyè premyè ki disponib fasilman, metòd chimik yo te vin de pli zan pli aktif nan ane 1970 yo apre Bondi te itilize yo pou fè sentèz N-asid azilglutamik an 1909, epi yo se metòd prensipal yo itilize domestik ak entènasyonalman.
1.1 N-Acil Amino Asid Surfactants
N-Surfactants asid amine Acyl rete surfactants asid amine ki pi enpòtan.
Metòd sentetik surfactants N-asid asid amine:
(1) Metòd dirèk:Sentèz dirèk nan matyè premyè asid gra gen ladan sentèz anzim -katalize ak kondansasyon dezidratasyon. Sentèz anzim-katalize limite pa to konvèsyon ki ba, tan reyaksyon long, ak preparasyon anzim chè; pandan ke kondansasyon dezidratasyon limite pa kondisyon reyaksyon piman bouk, kondisyon ekipman segondè, ak konsomasyon enèji segondè, epi li bezwen amelyorasyon.
(2) Metòd sentèz endirèk:Sa a gen ladan idroliz nitril gra, acylation nan anidrid asid gra, ak karbonylation nan amid.
① Metòd acylation klori azil gra: metòd kondansasyon Shorton-Baumann, kote klori asid gra asid ranplase asid gra nan solisyon alkalin, se metòd sentèz ki pi lajman itilize nan laboratwa oswa endistri. Li gen avantaj tankou kondisyon ekipman relativman ba, matyè premyè ki pa chè ak ki disponib fasilman, kondisyon reyaksyon modere, ak fasil manyen sous-pwodwi yo. Gen plis rechèch sou fason pou redwi idwoliz klori acil ak senplifye post-pwosesis pwodwi yo. Metòd sa a se sitou ranpli nan kat etap jan yo montre anba a: acylation, kondansasyon, asidifikasyon, ak fòmasyon sèl:
Acylation: R1COOH + PCl3 → R1COCl
Kondansasyon: HOOCCHR2NH2 + R1COCl → NaOOCCHR2NHCOR1
Asidifikasyon: NaOOCCHR2NHCOR1 + HCl → HOOCCHR2NHCOR1
Fòmasyon sèl: HOOCCHR2NHCOR1 + NaOH →NaOOCCHR2NHCOR1
② Acylation nan nitril gra: Pwosesis acylation nan nitril gra te pwopoze an 1955. Sede reyaksyon an ak selektivite pi gran pase 95%, men akòz kondisyon yo ki wo ekipman ak jenerasyon an nan sibstans ki sou trè toksik HCN ak NaCN pandan reyaksyon an, li pa te endistriyalize. Ekwasyon reyaksyon an se jan sa a: CH3NH2+CH2O+HCN→CH3NHCH2CN+RCOCl→RCON(CH3)CH2COOH
③ Acylation nan anidrid asid gra: Thompsons et al te pwopoze pwosesis acylation nan anidrid asid gra ak sèl asid amine. nan ane 1960 yo. Anidrid la reyaji ak sèl asid amine nan dlo ki pi wo a pwen k ap fonn li (pa depase 100 degre). Pa gen okenn katalis oswa kontwòl volim dlo ki nesesè, men gwo konsomasyon nan anidrid asid gra mennen nan gwo depans ak difikilte separasyon, kidonk li pa te itilize pou gwo -pwodiksyon endistriyèl echèl.
④ Pwosesis reyaksyon carbonylation amid la, Beller et al. te pwopoze a, ofri avantaj tankou pri ki ba materyèl bwit, pa sèvi ak klori acil, pa gen okenn sous-pwodwi (kidonk evite polisyon nan anviwònman an), ekonomi atòm segondè, ak pwodiksyon an depase 90%. Sepandan, reyaksyon sa a mande pou presyon wo -CO, ki mande ekipman sofistike, ak katalis la, konplèks cobalt carbonyl [Co2(CO)8], gen aktivite ki ba, sa ki fè endistriyalizasyon difisil.
1.2 N-alkyl surfactants asid amine
Sa yo prensipalman sentèz pa konstwi estrikti asid amine soti nan amine alifatik ak konpoze Acrylic, lè l sèvi avèk matyè premyè tankou methyl acrylate, acrylonitrile, asid Acrylic, oswa -propiolaktòn.
① Pou egzanp, laurilamin (C12H25NH2) premye fonn nan 60-70 degre, ak Lè sa a, 1.0-2.0 mol acrylate methyl dousman ajoute gout pandan y ap brase. Ekwasyon reyaksyon an se jan sa a: CH2=CHCOOCH3 + C12H25NH2 → C12H25NH(CH2CH2COOCH3)n
② Metòd acrylonitrile a pi ekonomik pase metòd acrylate methyl la, men kondisyon reyaksyon yo pi wo, kidonk gen rechèch limite sou li. Li te rapòte ke bon jan kalite a pwodwi nan metòd sa a se pòv ak enstab.
③ Asid Acrylic ak amine alifatik yo melanje dirèkteman ak chofe nan 110-120 degre nan kondisyon sòlvan-gratis pou fè sentèz N-alkyl- -asid aminopropionik. Metòd sa a se senp epi rapid, men viskozite sistèm lan wo, ak reyaksyon polymerization oswa fòmasyon nan konpoze imine ka rive, sa ki fè separasyon difisil.
④ Reyaksyon -propiolaktòn ak amine alifatik bay yon melanj de pwodwi: yon N-asid amine alkil ak yon surfactant N-asid amine.
1.3 Ester asid amine
Surfactants ester asid amine yo prepare pa esterifikasyon katalitik alkòl gra ak asid amine [4]. Kontrèman ak N-acil ak N-alkyl surfactants asid amine, ester asid amine fòme lyezon ester nan reyaksyon sentèz la, kidonk efektivman pwoteje gwoup carboxyl la. Se poutèt sa, yo gen de fonksyon espesyal:
① Nan reyaksyon lyezon peptide yo, yo ka anpeche reyaksyon segondè ki te koze pa aktivasyon gwoup carboxyl ki pa bezwen reyaji lè gwoup carboxyl la aktive pa sèten metòd;
② Yo ka anpeche gwoup amine nan eleman amino fòme yon sèl entèn ak gwoup karboksil la epi konplètman lage li, kidonk fasilite reyaksyon an ak gwoup carboxyl la pou fòme yon kosyon peptide. An 1906, Fischer premye etidye metòd esterifikasyon asid amine. Pifò rechèch konsantre sou katalis yo pou reyaksyon an. Katalis yo te evolye soti nan katalis inisyal asid inòganik yo nan kataliz asid Lewis, Lè sa a, kataliz transfè faz, kataliz asid solid, kataliz molekilè Van, kataliz résine echanj iyon, elatriye, pandan y ap ajan esterifyan yo te evolye soti nan alkòl inisyal yo nan idrokarbur alojene, alken, elatriye. selektivite nan esterifikasyon, fè reyaksyon an esterifikasyon pi vaste ak kondisyon yo pi pafè. Sepandan, akòz karakteristik espesifik gwoup asid amine ak solubility nan solvang òganik, separasyon an ak pirifikasyon nan pwodwi yo mande pou kondisyon reyaksyon pi sevè, limite aplikasyon an nan reyaksyon esterifikasyon òdinè.
Esterifikasyon asid amine jeneralman swiv de chemen:
① esterifikasyon dirèk nan asid amine gratis;
② esterifikasyon apre pwoteje gwoup amine a, ki te swiv pa retire gwoup la pwoteje. Ansyen an se pi senp men li gen yon sede pi ba epi li pa apwopriye pou asid amine sansib a asid ak chalè; lèt la pi konplèks men li gen yon rannman ki pi wo epi li apwopriye pou tout asid amine akòz kondisyon ki pi modere li yo. Katalis yo enkli katalis gaz tankou klori idwojèn, katalis likid tankou klori thionyl ak asid chlorosulfonic, katalis likid iyonik, ak katalis solid tankou p-asid toluensulfonic, triphosgene, rezin, ak zeolit. Anplis de sa, gen kataliz anzim ak mikwo ond-kataliz ede.
2. Asid amine-Tipe Gemini Surfactants
Metòd sentetik: sentèz chèn sèl an premye ak Lè sa a, konekte yo nan Gemini; sentèz de chenn idrofob an premye epi ajoute yon gwoup idrofil; sentèz de gwoup idrofil an premye epi ajoute yon chèn idrofob.
2.1 Metòd kouple chèn sèl -: Premyèman, fè sentèz yon sèl -surfactant asid amine chèn, answit konekte yo ak yon linker pou fòme yon surfactant asid amine-tip gemini.
2.2 Metòd Fonksyonalizasyon Doub-Chann: Premyèman, konekte de chenn idrofob ak yon linker, answit fè sentèz yon asid amine-gen surfactant gemini atravè carboxylation. Diamines yo souvan itilize kòm linkers.
2.3 Metòd Fòmasyon Chèn Bihydrophilic Double -: Konekte de gwoup tèt asid amine idrofil ak yon linker, Lè sa a, prezante de gwoup idrofob pou fè sentèz yon surfactant asid amine-tip gemini. Diamines yo tou souvan itilize kòm linkers.