2.2.4反应体系pH的影响

缩合反应需在碱性条件下进行，碱性太弱，不利于反应进行，但碱性太强又会加速酰氯水解，使产品不纯，因此必须严格控制反应体系的pH。还有一个原因就是当氨基酸的羧基变成钠盐后，羧基的化学反应性能即被掩蔽或者说羧基被保护，而氨基的化学反应性能得到加强或说氨基活化，容易和酰基结合。因此体系的pH选取在8～12。在n（天冬氨酸）∶n（十四酰氯）=1.1∶1.0、反应时间3.5h、反应温度5℃的条件下，考察不同反应体系pH对反应的影响，其结果如表2所示。由表2可知，体系在pH为10～11时收率最高。故选择pH为10～11。

表2反应体系pH对反应收率的影响

2.2.5原料配比的影响

采用天冬氨酸稍过量，一方面可以抑制酰氯的水解，另一方面又有利于提纯。选取n（天冬氨酸）∶n（十四酰氯）=1.0～1.2∶1.0。在反应体系pH=10～11、反应时间3.5h、反应温度5℃条件下，考察不同原料配比对反应的影响，结果如表3所示。

表3原料配比对反应收率的影响

2.2.6反应时间的影响

反应时间过短，则反应不完全，过长也无益于反应，因此适当的反应时间对反应收率也很重要。根据同类反应的情况，将反应时间选在2.5～5h。在反应体系pH=10～11、n（天冬氨酸）∶n（十四酰氯）=1.1∶1.0、温度5℃条件下，考察不同反应时间对反应的影响，其结果如表4所示。由表4可知，反应时间3.5h反应收率达到最佳。

表4反应时间对反应收率的影响

由以上研究得到合成N-十四酰基天冬氨酸的较佳工艺条件为:反应温度5℃，pH为10～11，n（天冬氨酸）∶n（十四酰氯）=1.1∶1.0，反应时间3.5h，收率为83.49%。

2.3产物的提纯处理

反应之后，体系为浅黄色透明均一溶液，减压蒸馏回收有机溶剂丙酮，然后用1.2mol·L-1盐酸调节体系pH值为5～6，可看到有白色物质析出，用石油醚萃取，可看到上层变浑浊，而下层为澄清浅黄色透明溶液。取出下层萃取液，继续调酸至pH值为1～2，可观察到在调酸过程中，刚开始滴加时溶液不变浑浊，说明棕榈酸已大部分在pH值为5～6之前析出，而产物在这个pH值下并不会析出，随着pH值的降低，又有白色物质析出，应为N-十四酰基天冬氨酸，过滤真空干燥可得N-十四酰基天冬氨酸。用0.5mol·L-1氢氧化钠/乙醇溶液中和至pH=7，冷却析出物烘干，即为N-十四酰基天冬氨酸钠盐产品。用高效液相色谱仪测得产品的纯度为97.06%。

图1为提纯后最终产品的HPLC图，图2为原料天冬氨酸的液相色谱图，图3为副产物棕榈酸的液相色谱图。

图1 N-十四酰基天冬氨酸的HPLC图

图2天冬氨酸的HPLC图

图3副产物棕榈酸的HPLC图

2.4表面性能的对比分析

对N-十四酰基天冬氨酸钠盐的几项表面性能进行了测定，并与其他表面活性剂进行了对比，结果见表5。

表5几种表面活性剂的表面性能对比

注：OAB为油酰胺基丙基甜菜碱，cmc和γcmc均在25℃条件下测定，泡沫高度为20℃、250×10-6硬水中0min测定，渗透时间为0.1%水溶液在20℃测定，乳化时间为20℃测定0.10%水溶液对液体石蜡的乳化时间

由表5可知，N-十四酰基天冬氨酸钠的cmc和γcmc均低于LAS、OAB和N-十烷基天冬氨酸钠，因此其具有优异的表面活性；在硬水中的发泡性也优于其他3种表面活性剂，渗透性在4种表面活性剂中也最佳，对液体石蜡的乳化性不如其它3种表面活性剂，可能是由于其HLB值与油相不匹配。

表6 40℃不同硬水中不同表面活性剂溶液的钙皂分散指数

钙皂分散的混合胶束机理认为，一个有效的钙皂分散剂分子结构中必须包含一个大的极性亲水头基，这种“大”除了强度大外，也指体积庞大，这样才能将肥皂分子有效隔开，使之不易形成钙皂。N-十酰基天冬氨酸钠和N-十四酰基天冬氨酸钠都具有类似结构，而LAS及OAB并不具有类似结构。由表6可知，N-脂肪酰基天冬氨钠具有优良的钙皂分散性，N-十四酰基天冬氨酸钠更为突出，尤其是在高硬度水中，其钙皂分散性能更为突出，说明其在硬水中具有良好的应用前景。

3结论

1）通过对N-十四酰基天冬氨酸钠合成工艺的研究，得到了以十四酰氯和天冬氨酸为原料的优化的合成工艺路线。

2）通过单因素考察法，得到了合成N-十四酰基天冬氨酸钠的较佳工艺条件为:以水-丙酮［V（水）∶V（丙酮）=1∶1］混合溶剂为反应介质，采用十四酰氯与氢氧化钠溶液同时滴加的方式，反应温度5℃，pH为10～11，n（天冬氨酸）∶n（十四酰氯）=1.1∶1.0，反应时间3.5h，收率为83.49%。

3）表面性能测试表明，产品具有优异的表面活性和渗透性，尤其以在硬水中的钙皂分散性为最佳，因此在高硬度水质中有着广阔的开发应用价值。