谷氨酸特性和应用(修改4).doc

N-脂肪酰基谷氨酸系表面活性剂在日用化学品中的应用韦 异，朱海洋，李华山，李青矾（上海中狮科技发展有限公司，上海 200030）摘要：论述了N-脂肪酰基谷氨酸盐的基本性能，并对其在家用洗涤剂、香波、沐浴露、洗手液、洗面奶和固体皂中的应用进行了研究。N-脂肪酰基谷氨酸盐是一种性能温和、品质优良的表面活性剂，应用前景广阔。关键词：氨基酸 谷氨酸 表面活性剂 N-脂肪酰基谷氨酸盐中图分类号：TQ658.2 文献标识码：A 文章编号：随着生活水平的提高和科学技术的迅猛发展，人们对日常使用的化学品特别是表面活性剂的安全性的要求也越来越高。氨基酸系表面活性剂是一种类蛋白质的温和表面活性剂。它除了具有表面活性剂的乳化、洗涤、分散、发泡、渗透、增溶、溶解等基本性能外，其更重要的特性是低刺激性、低毒性、柔和性、缓蚀防锈性、良好生物降解性、对人体较好的亲和性等。由于氨基酸系表面活性剂自身所特有的优良性能，迎合了人们的要求，故越来越引起人们的重视。在国外它被广泛地应用于护肤品、洗面奶、洗手液、泡泡浴、沐浴露、香波、护发素、面膜、洗涤剂、牙膏等日用化学品配方中，此外还用于食品添加剂、农药、金属清洗加工、矿石浮选、石油二次开采、丝绸染整、皮革处理、腐蚀抑制剂、润滑剂、燃料添加剂、发泡剂、纤维清洗剂、抗静电剂、防锈添加剂等的配方中。氨基酸系列表面活性剂由氨基表1 氨基酸系表面活性剂Tab. 1 Representation of some Amino Acid Surfactants氨基酸系表面活性剂氨基酸结 构N-酰基谷氨酸及其盐类谷氨酸N-酰基甘氨酸及其盐类甘氨酸N-酰基肌氨酸及其盐类肌氨酸酰基甲基牛磺酸及其盐类牛磺酸（广义氨基酸）N-酰基-N-甲基-丙氨酸及其盐类-丙氨酸收稿日期： 修改日期：作者简介：韦 异（1966-），女，副教授。酸与脂肪酸反应得到。采用的氨基酸主要有肌氨酸（甲基甘氨酸），谷氨酸（-氨基丁二酸），甘氨酸、丝氨酸（-氨基-羟基丙氨酸）、丙氨酸（-氨基丙酸）、缬氨酸（-氨基异戌酸）、亮氨酸（-氨基异已酸）等，其中以谷氨酸、肌氨酸、甘氨酸最为常用。采用的脂肪酸主要有月桂酸、油酸、椰子油酸、棕榈油酸、硬脂肪酸、辛酸、癸酸等，其中以月桂酸和油酸最为常用。合成时将结构不同的氨基酸和脂肪酸进行组配，即可得到结构和性能各异的氨基酸系列表面活性剂1-2。代表性氨基酸表面活性剂见表1。以脂肪酸和谷氨酸为原料合成经中和得到的N-脂肪酰基谷氨酸盐表面活性剂是该类表面活性剂中应用较广泛的品种。日本味之素公司实现了N-脂肪酰基谷氨酸盐的工业化生产，已有产品销售。国内在氨基酸类表面活性剂的应用、开发、研究、生产方面与国外相比有一定的差距，但国内对该类产品的需求量却日益增加。据统计，每年需求达数仟吨以上，绝大多数仍依靠从国外进口，价格高，故市场供需矛盾很大。南京中狮化学品有限公司组织科研人员研究开发了以天然脂肪酸和天然氨基酸为原料的N-脂肪酰基氨基酸盐的合成工艺，目前已初步形成年产仟吨的生产规模，主要商品有EversoftTM系列的N-脂肪酰基谷氨酸盐和甘氨酸盐，已有批量产品以30%的水剂供应市场，大大缓解了国内对该类表面活性剂的需求矛盾。EversoftTM系列N-脂肪酰基谷氨酸盐主要有EversoftTMUCK（N-椰油酰基谷氨酸钾盐）、EversoftTMULK（N-月桂酰基谷氨酸钾盐）、EversoftTMUSK（N-硬脂酰基谷氨酸钾盐）、EversoftTMUCT（N-椰油酰基谷氨酸三乙醇胺盐）、EversoftTMULT（N-月桂酰基谷氨酸三乙醇胺盐）等产品，本文主要讨论了该系列表面活性剂的基本性能及其在日用化学品中的应用。1 N-脂肪酰基谷氨酸盐表面活性剂的特性N-脂肪酰基谷氨酸盐表面活性剂因脂肪酰基和盐种类不同，其基本性质也有差异。11 溶解性和溶液pH值N-脂肪酰基谷氨酸盐表面活性剂在水中具有良好的溶解性。由于脂肪酰基碳链长度不同和盐的种类不同，其溶解度有所不同。盐的种类相同时，酰基碳链短的溶解度比酰基碳链长的好；酰基碳链相同时，以三乙醇胺盐溶解度最好，其次是钾盐、钠盐3-4。其溶液的pH值均为弱酸性。表2是EversoftTM系列谷氨酸表面活性剂的物理化学性质。表2 EversoftTM系列谷氨酸表面活性剂的物理化学性质Tab. 2 Physical chemistry quality of EversoftTM表面活性剂溶解性（5%）pH值（1%，40）24 40EversoftTMUCK（N-椰油酰基谷氨酸钾盐）可溶 可溶5.06.5EversoftTMULK（N-月桂酰基谷氨酸钾盐）可溶 可溶5.06.5EversoftTMUSK（N-硬脂酰基谷氨酸钾盐）可溶 可溶5.06.5EversoftTMUCT（N-椰油酰基谷氨酸三乙醇胺盐）可溶 可溶5.06.5EversoftTMULT（N-月桂酰基谷氨酸三乙醇胺盐）可溶 可溶5.06.512 泡沫性质由图1可知，N-脂肪酰基谷氨酸盐表面活性剂的发泡力因盐的不同有所差异，脂肪酰基为椰油酰基时泡沫力最好，且其钾盐比三乙醇胺盐的起泡力高。洗涤时钾盐比三乙醇胺盐更清爽，更适用于体用香波。13 安全性与不同的阴离子表面活性剂对比做细胞毒性试验和一次眼刺激性试验（EYTEXTM法），结果见图2、图3。可知，氨基酸表面活性剂对细胞生长的抑制作用最小，对眼睛的刺激性最温和。2 在日用化学品中的应用 采用南京中狮化学品有限公司产品EversoftTMUCT（N-椰油酰基谷氨酸三乙醇胺盐）、EversoftTMUCK（N-椰油酰基谷氨酸钾）作系列日用化学品配方研究5，并与月桂醇聚氧乙烯醚（2）硫酸钠盐、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐作对比，N-脂肪酰基谷氨酸盐表面活性剂显示出了其良好的性能。分述如下：21 在家用洗涤剂中的应用配方见表3。该产品为乳白色珠光外观，易流动。与月桂醇聚氧乙烯醚（2）硫酸钠相比，N-椰油酰基谷氨酸三乙醇胺盐在配方中表现出较好的稳泡性和洗涤性。22 在香波、沐浴露、洗手液中的应用配方见表4。与含月桂醇聚氧乙烯醚（2）硫酸钠的配方相比，含N-椰油酰基谷氨酸盐的配方表现出良好的洗涤力、发泡力，能产生丰富且稳定的泡沫，当皮脂类油状物质存在时也不消泡。对硬水稳定，不脱脂，接近中性，不刺激皮肤和眼睛，使用感好。特别适合皮肤敏感的人及婴儿使用。表3 衣用液体洗涤剂配方Tab. 3 Formula of liquid detergent原 料含量（%W/W）EversoftTMUCT（30%）30.0月桂醇聚氧乙烯（7EO）醚20.0椰油二乙醇酰胺（11.5）2.0乙二醇双硬脂酸酯2.0乙醇5.0羟乙基纤维素0.2柠檬酸钠、香精、防腐剂适量去离子水余量表4 香波、沐浴露、洗手液配方Tab. 4 Formula of shampoo , shower Gel hand cleaner 婴儿香波婴儿沐浴露洗手液原 料含量（%W/W）含量（%W/W）含量（%W/W）EversoftTMUCT（30%）20.020.0EversoftTMUCK（30%）20.0C12-13单烷基磷酸酯钾盐（60%）15.0月桂醇醚（2）硫酸钠（27%）30.020.0椰油酰基丙基甜菜碱5.04.06.0椰油二乙醇酰胺（11.5）2.02.02.0乳化硅油3.0鳄梨油衍生物0.51.01.0聚季胺盐-100.3乙二醇双硬脂酸酯2.0珠光浆3.03.0OletronTM 0.3EDTA-2Na0.10.10.1增稠剂适量适量适量香精、防腐剂适量适量适量去离子水余量余量余量外观乳白色珠光半透明珠光半透明珠光23 在洗面奶中的应用N-椰油酰基谷氨酸盐无毒、对皮肤无刺激，可用作洗面奶的主表面活性剂，在配方中用量达12%以上，可配制弱酸性洗面奶。搓洗时可产生丰富细腻的“膏状”泡沫，表现出良好的肤感，可增加皮肤的光泽，且洗后面部无紧绷感。配方见表5。表5 洗面奶配方Tab. 5 Formula of facial washing milk 原 料含量（%W/W）含量（%W/W）EversoftTMUCT（30%）40.0EversoftTMUCK（30%）40.0C12-13单烷基磷酸酯钾盐（60%）5.05.0椰油酰基丙基甜菜碱5.06.0椰油二乙醇酰胺（11.5）2.02.0甘油6.05.0红花油仿生磷脂复合物1.01.0乙二醇双硬脂酸酯3.03.0ThekTM200010.06.0汉生胶0.40.2香精、防腐剂适量适量去离子水余量余量外观乳白色珠光膏体，挤出成柱状乳白色珠光半流动状膏体24 在固体皂中的应用表6 固体皂配方Tab. 6 Formula of soaps 原料含量（%W/W）EversoftTMUCT10.0皂粒87.3乙酰化羊毛酯1.0红花油仿生磷脂复合物1.0地蜡0.5钛白粉0.1EDTA-2Na0.1香精、防腐剂适量N-脂肪酰基谷氨酸盐表面活性剂可作为主要成分生产各种新型且性能良好的洗涤皂，也可以和其他阴离子表面活性剂复配制成合成皂，或加入普通皂中。含有N-脂肪酰基谷氨酸盐表面活性剂的固体皂具有1）能在硬水中洗涤且能防止皂垢粘附在水池和浴缸四周；2）弱酸性，pH在5.07.0，对皮肤刺激性低，可提高固体皂的使用感，使用后感觉柔润、舒适，适用于皮肤敏感者和婴儿；3）可改善普通皂的泡沫性质，洗涤力强，发泡性好等特点。3 结论N-脂肪酰基谷氨酸盐表面活性剂由纯天然的脂肪酸和谷氨酸制得，具有良好的环境相容性、泡沫力、洗涤力及高安全性等性能，应用范围广泛。其合成原料易得，合成方法相对容易，是温和型绿色表面活性剂开发的主要方向及研究热点，具有很大的发展潜力。参考文献：1 王多闻.N-酰基氨基酸系列表面活性剂J.日用化学工业，1988，（5）：27-29.2 方云，夏咏梅.脂肪族氨基酸表面活性剂J.日用化学工业，1988，（6）：16-18 .3 李焕珍（译）.氨基酸系表面活性剂的特性和应用S.日用化学工业译丛，1994，（5）：6-9.4徐宝财.N-长链酰基谷氨酸盐的性质J.表面活性剂工业，1992，1：31-33.5阎世翔.化妆品科学（下册）M.北京：科学技术文献出版社，1998：88.N-脂肪酰基谷氨酸系表面活性剂在日用化学品中的应用韦 异，朱海洋，李华山，李青矾（上海中狮科技发展有限公司，上海 200030）摘要：论述了N-脂肪酰基谷氨酸盐的基本性能，并对其在家用洗涤剂、香波、沐浴露、洗手液、洗面奶和固体皂中的应用进行了研究。N-脂肪酰基谷氨酸盐是一种性能温和、品质优良的表面活性剂，应用前景广阔。关键词：氨基酸 谷氨酸 表面活性剂 N-脂肪酰基谷氨酸盐N-acylglutamates and its application in commoditysWEI Yi, ZHU Hai-yang, LI Hua-shan, LI Qing-fan(Shanghai Zhongshi Science Technology Development Co. Ltd., Shanghai 200030, China)Abstract: The fundamental characteristics of N-acylglutamates and their application in household detergents, shampoos, shower Gel, hand cleaner