本發(fā)明涉及一種表面活性劑的制備方法，具體涉及一種蛋白基表面活性劑的制備方法。

技術(shù)背景

皮革產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展在給人們帶來舒適與便利的同時，也產(chǎn)生了越來越多的制革廢棄物，鉻革屑便在其中占有很大的比例。鉻革屑主要是由膠原蛋白和三價鉻組成，對其進行資源化利用具有巨大的環(huán)境和經(jīng)濟價值。

傳統(tǒng)化學表面活性劑會受到原料、價格、產(chǎn)品性能等因素的影響，同時在使用過程中常常會造成嚴重的環(huán)境污染以及對人體的危害。目前對表面活性劑的研究主要集中在從天然產(chǎn)物中制備出安全、溫和、易生物降解的表面活性劑，如蛋白基表面活性劑。該表面活性劑以蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物膠原多肽或氨基酸為原料，使其中反應(yīng)活性較高的側(cè)鏈氨基接枝疏水性基團構(gòu)成雙親分子，具有對人體溫和、生物降解快、性能優(yōu)異、與別的表面活性劑具有協(xié)同效應(yīng)的優(yōu)點，能夠在諸多領(lǐng)域取代傳統(tǒng)表面活性劑，應(yīng)用前景十分廣闊。

化學法是合成蛋白基表面活性劑最常用的方法，此法原料易得，對操作設(shè)備要求低、工藝流程簡單，但國內(nèi)合成的蛋白基表面活性劑普遍存在轉(zhuǎn)化率較低、產(chǎn)品純度不高的問題。因此，在制備蛋白基表面活性劑的過程中常常加入縛酸劑和親核催化劑來提高縮合的轉(zhuǎn)化率，提高產(chǎn)品的純度。

縛酸劑的加入可以減少副反應(yīng)的發(fā)生、減緩對設(shè)備的腐蝕，而傳統(tǒng)縛酸劑如三乙胺、吡啶等吸收氣體后形成固態(tài)鹽，溶劑用量大，產(chǎn)品分離困難，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。傳統(tǒng)親核催化劑的催化效果不夠明顯且原料成本較高、合成過程中存在著毒物污染，同樣不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種蛋白基表面活性劑的制備方法，利用廢棄鉻革屑制備出低刺激性、高表面活性、優(yōu)良的配伍性及環(huán)境相容性的蛋白基表面活性劑，提高脫鉻速度，并提高蛋白基表面活性劑的產(chǎn)率和特性粘數(shù)。

本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種蛋白基表面活性劑的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行：

(a)、制備革屑一次堿水解液：將烘干鉻革屑、烘干鉻革屑質(zhì)量7％～9％的氧化鈣、烘干鉻革屑質(zhì)量9～11倍的水以及烘干鉻革屑質(zhì)量3％～5％的殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿加入到裝有冷凝管、溫度計和攪拌器的容器中，在30～40℃條件下用40khz的超聲波處理5～8次，每次處理50～90min，相鄰兩次處理時間間隔為5～10min，將水解液離心、抽濾后得到革屑一次堿水解液；

(b)、制備蛋白多肽水解液：向步驟(a)所得革屑一次堿水解液中加入革屑質(zhì)量15％～20％的碳酸鈉進行脫鈣，離心抽濾后再加入革屑一次堿水解液固含量5～18％的氫氧化鈉并于70～90℃繼續(xù)水解2～4h，減壓蒸餾濃縮至波美度15～20，得到蛋白多肽水解液；

(c)、制備蛋白基表面活性劑：將步驟(b)所得蛋白多肽水解液、蛋白多肽水解液質(zhì)量1‰～10‰的親核催化劑置于容器中，將與蛋白多肽水解液游離氨基摩爾比為1：1的油酰氯溶于體積為油酰氯0.5～2倍的乙酸乙酯溶劑中，通過恒壓滴液漏斗滴加到所述容器中，半小時內(nèi)滴加完畢，滴加過程中用縛酸劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph值維持在8～10，然后升高溫度至40～80℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4～8h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸出溶劑，得到蛋白基表面活性劑。

優(yōu)選地，殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿的合成方法如下：

將殼聚糖以及殼聚糖質(zhì)量60～65倍的1％～3％的醋酸溶液加入到反應(yīng)容器中，于50～70℃條件下溶脹20～40min；將與殼聚糖質(zhì)量比為178:4～6溶有10％～15％4-(二乙氨基)水楊醛的乙醇溶液滴加到該反應(yīng)容器中，于70～90℃超聲波清洗器中回流反應(yīng)4～6h；抽濾后產(chǎn)物使用乙醇、乙醚溶液(體積比為1:1)洗滌5～8次，恒溫干燥后得到粗產(chǎn)品，用乙醇在索氏提取器上回流萃取5～6h，70～80℃下真空干燥得到殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿。

優(yōu)選地，親核催化劑的合成方法如下：

取4-吡啶甲酸及4-吡啶甲酸質(zhì)量5‰～10‰的聚苯乙烯-二乙烯苯接枝季銨鹽于反應(yīng)容器中，加入與4-吡啶甲酸摩爾比為1:1～1.5的二氯亞砜，40～70℃加熱回流4h，反應(yīng)結(jié)束后，于減壓蒸餾裝置中升溫至70～80℃將二氯亞砜蒸干，得到黃色無定形固體；將該固體加入到溶有1～5‰嗎啉環(huán)己烯胺的氨水溶液中，于冰水浴中反應(yīng)1～2h，過濾后將所得濾液濃縮結(jié)晶，用體積比10:1的石油醚和乙酸乙酯進行層析純化得到異煙酰胺；另取反應(yīng)容器，加入200～300ml30％～40％的次溴酸鈉溶液，將制備好的異煙酰胺加入到該次溴酸鈉溶液中，直至溶液變澄清，將該溶液加熱20～30min，蒸出來的粗品用鹽酸溶解，再加聚醚鏈叔胺調(diào)ph為12～14，將析出的絮狀物抽濾干燥后用體積比為10:1的石油醚和乙酸乙酯進行層析純化，得到微紅色晶體；在溫度-10～5℃條件下，將該晶體加入到濃hcl中，并通入hcl氣體至飽和，然后滴加亞硝酸鈉溶液，滴加結(jié)束靜止5～6h，然后將溶液水分蒸干得到固體；將該固體加入到-5～0℃的50～60％二甲胺水溶液中，升溫回流1～3h，再用naoh、甲苯反復萃取，用甲苯重結(jié)晶后得親核催化劑。

優(yōu)選地，縛酸劑的合成方法如下：

在反應(yīng)容器中用氮氣置換空氣5～8次，加入三乙胺、三乙胺質(zhì)量0.5～1倍的四甘醇單甲醚、三乙胺質(zhì)量2～3倍的甲苯，于冰水浴中滴加與三乙胺質(zhì)量比為40:75～80的65～70％乙基磺酰氯的甲苯溶液，滴加結(jié)束后反應(yīng)9～11h，抽濾除去固體后將濾液減壓蒸出甲苯及三乙胺，得到四甘醇單甲醚乙基磺酸酯；量取二甲胺加入到另一反應(yīng)容器中，開啟攪拌并加熱升溫至60～80℃，將體系抽真空后連續(xù)通入與二甲胺質(zhì)量比為58:40～50的環(huán)氧丙烷氣體，繼續(xù)維持體系溫度60～80℃反應(yīng)2～4h，反應(yīng)結(jié)束后進行減壓蒸餾，收集95～102℃的餾分即為n,n-二甲基丙醇胺；

另取反應(yīng)容器抽真空后氮氣置換5～8次，加入金屬鈉、金屬鈉質(zhì)量20～25倍的甲苯后攪拌升溫至80～100℃，待金屬鈉熔融形成鈉砂后停止加熱，冷卻5～10min后轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向該反應(yīng)容器中滴加與金屬鈉質(zhì)量比為50:10～15合成的n,n-二甲基丙醇胺，滴加結(jié)束后于室溫下繼續(xù)反應(yīng)直至金屬鈉完全溶解；將該反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向內(nèi)滴加與金屬鈉質(zhì)量比為100:7～8的四甘醇單甲醚乙基磺酸酯，滴加結(jié)束后轉(zhuǎn)移至室溫繼續(xù)反應(yīng)17～19h，加水后分液，用飽和氫氧化鈉溶液洗滌有機相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機相用無水氯化鈣干燥，過濾后將所得濾液于50～70℃減壓蒸餾除去甲苯，再升溫收集160～180℃餾分即為縛酸劑。

本發(fā)明的積極效果在于：

(1)、利用氧化鈣、超聲波、自制殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿聯(lián)合脫鉻的方法將鉻革屑進行水解脫鉻，得到鉻含量極低的蛋白多肽水解液。采用的殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿改善了殼聚糖分子中氨基的質(zhì)子化現(xiàn)象，提高了其絮凝、吸附重金屬離子作用；在超聲波作用下，會產(chǎn)生瞬時的高溫高壓，空化泡崩潰所形成的特殊條件足以使水中o-h鍵斷裂，形成自由基，并進而形成氧與過氧化氫，提高脫鉻的速度。

(2)、在蛋白多肽水解液與油酰氯縮合的過程中通過以下方法大大提高了縮合的產(chǎn)率及產(chǎn)品的純度：①、加入乙酸乙酯作為反應(yīng)溶劑提高了縮合產(chǎn)率；②、加入自制高效親核催化劑提高縮合產(chǎn)率③、加入自制縛酸劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系ph，提高了縮合轉(zhuǎn)化率。

(3)、本發(fā)明利用價廉且易得的4-吡啶甲酸為原料合成高效親核催化劑，擯棄了傳統(tǒng)的合成方法，操作步驟簡單易于工業(yè)化生產(chǎn)，并且可以顯著提高縮合的轉(zhuǎn)化率。

(4)、采用的縛酸劑在吸收hcl后形成的胺鹽是室溫離子液體不溶于非極性有機溶劑。用本發(fā)明縛酸劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的縛酸劑，反應(yīng)過程中不再有固態(tài)鹽生成而造成操作不便，反應(yīng)結(jié)束后通過液-液相分離即可將胺鹽離子液體分出，利于工業(yè)化生產(chǎn)。

(5)、合成的蛋白基表面活性劑產(chǎn)品具有天然性、安全性、低刺激性、高表面活性、優(yōu)良的配伍性及環(huán)境相容性，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實例1制備的表面活性劑(a)及其水解液(b)的紅外光譜圖。

圖2是本發(fā)明實例2制備的表面活性劑(c)及其水解液(d)的紅外光譜圖。

圖3是本發(fā)明實例3制備的表面活性劑(e)及其水解液(f)的紅外光譜圖。

圖4是本發(fā)明實例4制備的表面活性劑(g)及其水解液(h)的紅外光譜圖。

圖5是本發(fā)明實例5制備的表面活性劑(i)及其水解液(j)的紅外光譜圖。

圖6是本發(fā)明實例制備的表面活性劑析水率隨時間變化曲線。

圖7是本發(fā)明實例制備的表面活性劑乳化穩(wěn)定指數(shù)柱狀圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明。

實例1

一種蛋白基表面活性劑的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行：

(a)、制備革屑一次堿水解液：取60g烘干鉻革屑、4.8g氧化鈣、600ml去離子水加入到裝有冷凝管、溫度計和攪拌器的容器中，并加入3g殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿進行脫鉻吸附，在35℃條件下，每次用40khz的超聲波處理鉻革屑90min，共8次，相鄰兩次處理時間間隔為5min，將水解液離心、抽濾后即得鉻含量極低的革屑一次堿水解液。

(b)、制備革屑二次堿水解液：向步驟(a)所得水解液中加入10.2g碳酸鈉進行脫鈣、抽濾后，測得該革屑一次堿水解液固含量為0.07036g/ml，取500ml該革屑一次堿水解液，加入1.8g氫氧化鈉于80℃繼續(xù)水解3h，水解結(jié)束后減壓蒸餾濃縮至波美度15保存?zhèn)溆谩?/p>

(c)、制備蛋白基表面活性劑：取步驟(b)所得蛋白多肽水解液40ml置于四口燒瓶中，加入水解液質(zhì)量5‰的自制親核催化劑，取3.1ml油酰氯溶于3.1ml乙酸乙酯溶劑中，通過恒壓滴液漏斗滴加到所述容器中，半小時內(nèi)滴加完畢，滴加過程中用縛酸劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph值維持在8.5，然后升高溫度至60℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸出溶劑乙酸乙酯，即可得到蛋白基表面活性劑1(pbs1)，收率為77.61％。

其中殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿作為高效脫鉻吸附劑，其合成工藝如下：

稱取5g殼聚糖于1000ml三口燒瓶中，加入300ml2％的醋酸溶液，60℃溶脹30min；將溶解有20g4-(二乙氨基)水楊醛的200ml乙醇溶液滴加到該三口燒瓶中，于80℃超聲波清洗器中回流反應(yīng)5h。抽濾后產(chǎn)物使用乙醇、乙醚溶液(1:1，體積比)洗滌5～8次，恒溫干燥后得到粗產(chǎn)品，用乙醇在索氏提取器上回流萃取6h，80℃下真空干燥即可得到殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿，該產(chǎn)品改善了殼聚糖分子中氨基的質(zhì)子化現(xiàn)象，提高了其絮凝、吸附重金屬離子作用。

其中親核催化劑的合成工藝如下：

取10g4-吡啶甲酸、0.05g聚苯乙烯-二乙烯苯接枝季銨鹽(ptc)、9g二氯亞砜于容器中，60℃加熱回流4h，反應(yīng)結(jié)束后，于減壓蒸餾裝置中升溫至75℃將二氯亞砜蒸干，得到黃色無定形固體。將該固體加入到200ml溶有0.5g嗎啉環(huán)己烯胺的氨水溶液中，于冰水浴中反應(yīng)1h，過濾后將所得濾液濃縮結(jié)晶，用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化即可得到異煙酰胺。另取反應(yīng)容器，加入200ml40％的次溴酸鈉溶液，將制備好的異煙酰胺加入到該次溴酸鈉溶液中，直至溶液變澄清，將該溶液加熱30min，蒸出來的粗品用鹽酸溶解，再加聚醚鏈叔胺調(diào)ph為13，將析出的絮狀物抽濾干燥后用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化，得到微紅色晶體。在溫度-10～5℃條件下，將該晶體加入到濃hcl中，并通入hcl氣體至飽和，然后滴加亞硝酸鈉溶液，滴加結(jié)束靜止6h，然后將溶液水分蒸干得到固體。將該固體加入到0℃的50％二甲胺水溶液中，升溫回流2h，再用naoh、甲苯反復萃取，用甲苯重結(jié)晶后即得高效親核催化劑。

其中縛酸劑的合成工藝如下：

取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入35g四甘醇單甲醚、40g三乙胺、100ml甲苯，于冰水浴中滴加溶有50g乙基磺酰氯的30ml甲苯溶液，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后反應(yīng)約10h，抽濾除去固體后將濾液減壓蒸出甲苯及三乙胺，得到四甘醇單甲醚乙基磺酸酯。

稱取45g二甲胺加入到三口燒瓶中，開啟攪拌并加熱升溫至70℃，將體系抽真空后連續(xù)通入58g環(huán)氧丙烷氣體，繼續(xù)維持體系溫度70℃反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后在三口燒瓶上安裝蒸餾裝置進行減壓蒸餾，收集95～102℃的餾分即為n,n-二甲基丙醇胺。另取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入200ml甲苯、8g金屬鈉后攪拌升溫至90℃，待金屬鈉熔融形成鈉砂后停止加熱，冷卻5min后轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向該三口燒瓶中滴加37g合成的n,n-二甲基丙醇胺，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后于室溫下繼續(xù)反應(yīng)直至金屬鈉完全溶解。將該三口燒瓶轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向內(nèi)滴加105g四甘醇單甲醚乙基磺酸酯，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后轉(zhuǎn)移至室溫繼續(xù)反應(yīng)18h，加入100ml水，分液，用飽和氫氧化鈉溶液洗滌有機相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機相用無水氯化鈣干燥，過濾后將所得濾液于70℃減壓蒸餾除去甲苯，再升溫收集160～180℃餾分即為縛酸劑。

實例2

一種蛋白基表面活性劑的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行：

(a)、制備革屑一次堿水解液：取70g烘干鉻革屑、5.6g氧化鈣、700ml去離子水加入到裝有冷凝管、溫度計和攪拌器的容器中，并加入3.5g殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿進行脫鉻吸附，在35℃條件下，每次用40khz的超聲波處理鉻革屑90min，共8次，相鄰兩次處理時間間隔為5min，將水解液離心、抽濾后即得鉻含量極低的一次水解液。

(b)、制備革屑二次堿水解液：向步驟(a)所得水解液中加入11.9g碳酸鈉進行脫鈣、抽濾后，測得該革屑一次堿水解液固含量為0.07036g/ml，取600ml該革屑一次堿水解液，加入3.38g氫氧化鈉于80℃繼續(xù)水解3h，水解結(jié)束后減壓蒸餾濃縮至波美度15保存?zhèn)溆谩?/p>

(c)、制備蛋白基表面活性劑：取步驟(b)所得蛋白多肽水解液80ml置于四口燒瓶中，加入水解液質(zhì)量5‰的自制親核催化劑，取7ml油酰氯溶于7ml乙酸乙酯溶劑中，通過恒壓滴液漏斗滴加到所述容器中，半小時內(nèi)滴加完畢，滴加過程中用縛酸劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph值維持在9.0，然后升高溫度至40℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸出溶劑乙酸乙酯，即可得到蛋白基表面活性劑2(pbs2)，收率為81.29％。

其中殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿作為高效脫鉻吸附劑，其合成工藝如下：

稱取5g殼聚糖于1000ml三口燒瓶中，加入300ml2％的醋酸溶液，60℃溶脹30min；將溶解有20g4-(二乙氨基)水楊醛的200ml乙醇溶液滴加到該三口燒瓶中，于80℃超聲波清洗器中回流反應(yīng)5h。抽濾后產(chǎn)物使用乙醇、乙醚溶液(1:1，體積比)洗滌5～8次，恒溫干燥后得到粗產(chǎn)品，用乙醇在索氏提取器上回流萃取6h，80℃下真空干燥即可得到殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿，該產(chǎn)品改善了殼聚糖分子中氨基的質(zhì)子化現(xiàn)象，提高了其絮凝、吸附重金屬離子作用。

其中親核催化劑的合成工藝如下：

取10g4-吡啶甲酸、0.05g聚苯乙烯-二乙烯苯接枝季銨鹽(ptc)、9g二氯亞砜于容器中，60℃加熱回流4h，反應(yīng)結(jié)束后，于減壓蒸餾裝置中升溫至75℃將二氯亞砜蒸干，得到黃色無定形固體。將該固體加入到200ml溶有0.5g嗎啉環(huán)己烯胺的氨水溶液中，于冰水浴中反應(yīng)1h，過濾后將所得濾液濃縮結(jié)晶，用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化即可得到異煙酰胺。另取反應(yīng)容器，加入200ml40％的次溴酸鈉溶液，將制備好的異煙酰胺加入到該次溴酸鈉溶液中，直至溶液變澄清，將該溶液加熱30min，蒸出來的粗品用鹽酸溶解，再加聚醚鏈叔胺調(diào)ph為13，將析出的絮狀物抽濾干燥后用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化，得到微紅色晶體。在溫度-10～5℃條件下，將該晶體加入到濃hcl中，并通入hcl氣體至飽和，然后滴加亞硝酸鈉溶液，滴加結(jié)束靜止6h，然后將溶液水分蒸干得到固體。將該固體加入到0℃的50％二甲胺水溶液中，升溫回流2h，再用naoh、甲苯反復萃取，用甲苯重結(jié)晶后即得高效親核催化劑。

其中縛酸劑的合成工藝如下：

取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入35g四甘醇單甲醚、40g三乙胺、100ml甲苯，于冰水浴中滴加溶有50g乙基磺酰氯的30ml甲苯溶液，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后反應(yīng)約10h，抽濾除去固體后將濾液減壓蒸出甲苯及三乙胺，得到四甘醇單甲醚乙基磺酸酯。

稱取45g二甲胺加入到三口燒瓶中，開啟攪拌并加熱升溫至70℃，將體系抽真空后連續(xù)通入58g環(huán)氧丙烷氣體，繼續(xù)維持體系溫度70℃反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后在三口燒瓶上安裝蒸餾裝置進行減壓蒸餾，收集95～102℃的餾分即為n,n-二甲基丙醇胺。另取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入200ml甲苯、8g金屬鈉后攪拌升溫至90℃，待金屬鈉熔融形成鈉砂后停止加熱，冷卻5min后轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向該三口燒瓶中滴加37g合成的n,n-二甲基丙醇胺，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后于室溫下繼續(xù)反應(yīng)直至金屬鈉完全溶解。將該三口燒瓶轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向內(nèi)滴加105g四甘醇單甲醚乙基磺酸酯，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后轉(zhuǎn)移至室溫繼續(xù)反應(yīng)18h，加入100ml水，分液，用飽和氫氧化鈉溶液洗滌有機相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機相用無水氯化鈣干燥，過濾后將所得濾液于70℃減壓蒸餾除去甲苯，再升溫收集160～180℃餾分即為縛酸劑。

實例3

一種蛋白基表面活性劑的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行：

(a)、制備革屑一次堿水解液：取80g烘干鉻革屑、6.4g氧化鈣、800ml去離子水加入到裝有冷凝管、溫度計和攪拌器的容器中，并加入4g殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿進行脫鉻吸附，在35℃條件下，每次用40khz的超聲波處理鉻革屑90min，共8次，相鄰兩次處理時間間隔為5min，將水解液離心、抽濾后即得鉻含量極低的一次水解液。

(b)、制備革屑二次堿水解液：向步驟(a)所得水解液中加入13.6g碳酸鈉進行脫鈣、抽濾后，測得該革屑一次堿水解液固含量為0.07036g/ml，取700ml該革屑一次堿水解液，加入4.93g氫氧化鈉于80℃繼續(xù)水解3h，水解結(jié)束后減壓蒸餾濃縮至波美度15保存?zhèn)溆谩?/p>

(c)、制備蛋白基表面活性劑：取40ml步驟(b)所得蛋白多肽水解液置于四口燒瓶中，加入水解液質(zhì)量5‰的自制催化劑，取3.4ml油酰氯溶于1.7ml乙酸乙酯溶劑中，通過恒壓滴液漏斗滴加到所述容器中，半小時內(nèi)滴加完畢，滴加過程中用縛酸劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph值維持在8.0，然后升高溫度至60℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸出溶劑乙酸乙酯，即可得到蛋白基表面活性劑3(pbs3)，收率為85.16％。

其中殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿作為高效脫鉻吸附劑，其合成工藝如下：

稱取5g殼聚糖于1000ml三口燒瓶中，加入300ml2％的醋酸溶液，60℃溶脹30min；將溶解有20g4-(二乙氨基)水楊醛的200ml乙醇溶液滴加到該三口燒瓶中，于80℃超聲波清洗器中回流反應(yīng)5h。抽濾后產(chǎn)物使用乙醇、乙醚溶液(1:1，體積比)洗滌5～8次，恒溫干燥后得到粗產(chǎn)品，用乙醇在索氏提取器上回流萃取6h，80℃下真空干燥即可得到殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿，該產(chǎn)品改善了殼聚糖分子中氨基的質(zhì)子化現(xiàn)象，提高了其絮凝、吸附重金屬離子作用。

其中親核催化劑的合成工藝如下：

取10g4-吡啶甲酸、0.05g聚苯乙烯-二乙烯苯接枝季銨鹽(ptc)、9g二氯亞砜于容器中，60℃加熱回流4h，反應(yīng)結(jié)束后，于減壓蒸餾裝置中升溫至75℃將二氯亞砜蒸干，得到黃色無定形固體。將該固體加入到200ml溶有0.5g嗎啉環(huán)己烯胺的氨水溶液中，于冰水浴中反應(yīng)1h，過濾后將所得濾液濃縮結(jié)晶，用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化即可得到異煙酰胺。另取反應(yīng)容器，加入200ml40％的次溴酸鈉溶液，將制備好的異煙酰胺加入到該次溴酸鈉溶液中，直至溶液變澄清，將該溶液加熱30min，蒸出來的粗品用鹽酸溶解，再加聚醚鏈叔胺調(diào)ph為13，將析出的絮狀物抽濾干燥后用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化，得到微紅色晶體。在溫度-10～5℃條件下，將該晶體加入到濃hcl中，并通入hcl氣體至飽和，然后滴加亞硝酸鈉溶液，滴加結(jié)束靜止6h，然后將溶液水分蒸干得到固體。將該固體加入到0℃的50％二甲胺水溶液中，升溫回流2h，再用naoh、甲苯反復萃取，用甲苯重結(jié)晶后即得高效親核催化劑。

其中縛酸劑的合成工藝如下：

取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入35g四甘醇單甲醚、40g三乙胺、100ml甲苯，于冰水浴中滴加溶有50g乙基磺酰氯的30ml甲苯溶液，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后反應(yīng)約10h，抽濾除去固體后將濾液減壓蒸出甲苯及三乙胺，得到四甘醇單甲醚乙基磺酸酯。

稱取45g二甲胺加入到三口燒瓶中，開啟攪拌并加熱升溫至70℃，將體系抽真空后連續(xù)通入58g環(huán)氧丙烷氣體，繼續(xù)維持體系溫度70℃反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后在三口燒瓶上安裝蒸餾裝置進行減壓蒸餾，收集95～102℃的餾分即為n,n-二甲基丙醇胺。另取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入200ml甲苯、8g金屬鈉后攪拌升溫至90℃，待金屬鈉熔融形成鈉砂后停止加熱，冷卻5min后轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向該三口燒瓶中滴加37g合成的n,n-二甲基丙醇胺，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后于室溫下繼續(xù)反應(yīng)直至金屬鈉完全溶解。將該三口燒瓶轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向內(nèi)滴加105g四甘醇單甲醚乙基磺酸酯，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后轉(zhuǎn)移至室溫繼續(xù)反應(yīng)18h，加入100ml水，分液，用飽和氫氧化鈉溶液洗滌有機相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機相用無水氯化鈣干燥，過濾后將所得濾液于70℃減壓蒸餾除去甲苯，再升溫收集160～180℃餾分即為縛酸劑。

實例4

一種蛋白基表面活性劑的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行：

(a)、制備革屑一次堿水解液：取90g烘干鉻革屑、7.2g氧化鈣、900ml去離子水加入到裝有冷凝管、溫度計和攪拌器的容器中，并加入4.5g殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿進行脫鉻吸附，在35℃條件下，每次用40khz的超聲波處理鉻革屑90min，共8次，相鄰兩次處理時間間隔為5min，將水解液離心、抽濾后即得鉻含量極低的一次水解液。

(b)、制備革屑二次堿水解液：向步驟(a)所得水解液中加入15.3g碳酸鈉進行脫鈣、抽濾后，測得革屑一次堿水解液固含量為0.07036g/ml，取800ml該革屑一次堿水解液，加入8.44g氫氧化鈉于80℃繼續(xù)水解3h，水解結(jié)束后減壓蒸餾濃縮至波美度15保存?zhèn)溆谩?/p>

(c)、制備蛋白基表面活性劑：取步驟(b)所得蛋白多肽水解液40ml置于四口燒瓶中，加入水解液質(zhì)量5‰的自制催化劑，取4.2ml油酰氯溶于2.1ml乙酸乙酯溶劑中，通過恒壓滴液漏斗滴加到所述容器中，半小時內(nèi)滴加完畢，滴加過程中用縛酸劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph值維持在8.5，然后升高溫度至50℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)8h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸出溶劑乙酸乙酯，即可得到蛋白基表面活性劑4(pbs4)，收率為88.65％。

其中殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿作為高效脫鉻吸附劑，其合成工藝如下：

稱取5g殼聚糖于1000ml三口燒瓶中，加入300ml2％的醋酸溶液，60℃溶脹30min；將溶解有20g4-(二乙氨基)水楊醛的200ml乙醇溶液滴加到該三口燒瓶中，于80℃超聲波清洗器中回流反應(yīng)5h。抽濾后產(chǎn)物使用乙醇、乙醚溶液(1:1，體積比)洗滌5～8次，恒溫干燥后得到粗產(chǎn)品，用乙醇在索氏提取器上回流萃取6h，80℃下真空干燥即可得到殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿，該產(chǎn)品改善了殼聚糖分子中氨基的質(zhì)子化現(xiàn)象，提高了其絮凝、吸附重金屬離子作用。

其中親核催化劑的合成工藝如下：

取10g4-吡啶甲酸、0.05g聚苯乙烯-二乙烯苯接枝季銨鹽(ptc)、9g二氯亞砜于容器中，60℃加熱回流4h，反應(yīng)結(jié)束后，于減壓蒸餾裝置中升溫至75℃將二氯亞砜蒸干，得到黃色無定形固體。將該固體加入到200ml溶有0.5g嗎啉環(huán)己烯胺的氨水溶液中，于冰水浴中反應(yīng)1h，過濾后將所得濾液濃縮結(jié)晶，用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化即可得到異煙酰胺。另取反應(yīng)容器，加入200ml40％的次溴酸鈉溶液，將制備好的異煙酰胺加入到該次溴酸鈉溶液中，直至溶液變澄清，將該溶液加熱30min，蒸出來的粗品用鹽酸溶解，再加聚醚鏈叔胺調(diào)ph為13，將析出的絮狀物抽濾干燥后用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化，得到微紅色晶體。在溫度-10～5℃條件下，將該晶體加入到濃hcl中，并通入hcl氣體至飽和，然后滴加亞硝酸鈉溶液，滴加結(jié)束靜止6h，然后將溶液水分蒸干得到固體。將該固體加入到0℃的50％二甲胺水溶液中，升溫回流2h，再用naoh、甲苯反復萃取，用甲苯重結(jié)晶后即得高效親核催化劑。

其中縛酸劑的合成工藝如下：

取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入35g四甘醇單甲醚、40g三乙胺、100ml甲苯，于冰水浴中滴加溶有50g乙基磺酰氯的30ml甲苯溶液，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后反應(yīng)約10h，抽濾除去固體后將濾液減壓蒸出甲苯及三乙胺，得到四甘醇單甲醚乙基磺酸酯。

稱取45g二甲胺加入到三口燒瓶中，開啟攪拌并加熱升溫至70℃，將體系抽真空后連續(xù)通入58g環(huán)氧丙烷氣體，繼續(xù)維持體系溫度70℃反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后在三口燒瓶上安裝蒸餾裝置進行減壓蒸餾，收集95～102℃的餾分即為n,n-二甲基丙醇胺。另取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入200ml甲苯、8g金屬鈉后攪拌升溫至90℃，待金屬鈉熔融形成鈉砂后停止加熱，冷卻5min后轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向該三口燒瓶中滴加37g合成的n,n-二甲基丙醇胺，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后于室溫下繼續(xù)反應(yīng)直至金屬鈉完全溶解。將該三口燒瓶轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向內(nèi)滴加105g四甘醇單甲醚乙基磺酸酯，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后轉(zhuǎn)移至室溫繼續(xù)反應(yīng)18h，加入100ml水，分液，用飽和氫氧化鈉溶液洗滌有機相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機相用無水氯化鈣干燥，過濾后將所得濾液于70℃減壓蒸餾除去甲苯，再升溫收集160～180℃餾分即為縛酸劑。

實例5

一種性能優(yōu)良的蛋白基表面活性劑的制備工藝，其特征在于按照以下步驟制成：

(a)、制備革屑一次堿水解液：取100g烘干鉻革屑、8g氧化鈣、1000ml去離子水加入到裝有冷凝管、溫度計和攪拌器的容器中，并加入5g殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿進行脫鉻吸附，在35℃條件下，每次用40khz的超聲波處理鉻革屑90min，共8次，相鄰兩次處理時間間隔為5min，將水解液離心、抽濾后即得鉻含量極低的一次水解液。

(b)、制備革屑二次堿水解液：向步驟(a)所得水解液中加入17g碳酸鈉進行脫鈣、抽濾后，測得革屑一次堿水解液固含量為0.07036g/ml，取900ml該革屑一次堿水解液，加入11.4g氫氧化鈉于80℃繼續(xù)水解3h，水解結(jié)束后減壓蒸餾濃縮至波美度15保存?zhèn)溆谩?/p>

(c)、制備蛋白基表面活性劑：取步驟(b)所得蛋白多肽水解液40ml置于四口燒瓶中，加入水解液質(zhì)量5‰的自制催化劑，取4.6ml油酰氯溶于2.3ml乙酸乙酯溶劑中，通過恒壓滴液漏斗滴加到所述容器中，半小時內(nèi)滴加完畢，滴加過程中用縛酸劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph值維持在9.0，然后升高溫度至60℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸出溶劑，即可得到蛋白基表面活性劑5(pbs5)，收率為92.49％。

其中殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿作為高效脫鉻吸附劑，其合成工藝如下：

稱取5g殼聚糖于1000ml三口燒瓶中，加入300ml2％的醋酸溶液，60℃溶脹30min；將溶解有20g4-(二乙氨基)水楊醛的200ml乙醇溶液滴加到該三口燒瓶中，于80℃超聲波清洗器中回流反應(yīng)5h。抽濾后產(chǎn)物使用乙醇、乙醚溶液(1:1，體積比)洗滌5～8次，恒溫干燥后得到粗產(chǎn)品，用乙醇在索氏提取器上回流萃取6h，80℃下真空干燥即可得到殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿，該產(chǎn)品改善了殼聚糖分子中氨基的質(zhì)子化現(xiàn)象，提高了其絮凝、吸附重金屬離子作用。

其中親核催化劑的合成工藝如下：

取10g4-吡啶甲酸、0.05g聚苯乙烯-二乙烯苯接枝季銨鹽(ptc)、9g二氯亞砜于容器中，60℃加熱回流4h，反應(yīng)結(jié)束后，于減壓蒸餾裝置中升溫至75℃將二氯亞砜蒸干，得到黃色無定形固體。將該固體加入到200ml溶有0.5g嗎啉環(huán)己烯胺的氨水溶液中，于冰水浴中反應(yīng)1h，過濾后將所得濾液濃縮結(jié)晶，用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化即可得到異煙酰胺。另取反應(yīng)容器，加入200ml40％的次溴酸鈉溶液，將制備好的異煙酰胺加入到該次溴酸鈉溶液中，直至溶液變澄清，將該溶液加熱30min，蒸出來的粗品用鹽酸溶解，再加聚醚鏈叔胺調(diào)ph為13，將析出的絮狀物抽濾干燥后用石油醚和乙酸乙酯(10:1，體積比，下同)進行層析純化，得到微紅色晶體。在溫度-10～5℃條件下，將該晶體加入到濃hcl中，并通入hcl氣體至飽和，然后滴加亞硝酸鈉溶液，滴加結(jié)束靜止6h，然后將溶液水分蒸干得到固體。將該固體加入到0℃的50％二甲胺水溶液中，升溫回流2h，再用naoh、甲苯反復萃取，用甲苯重結(jié)晶后即得高效親核催化劑。

其中縛酸劑的合成工藝如下：

取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入35g四甘醇單甲醚、40g三乙胺、100ml甲苯，于冰水浴中滴加溶有50g乙基磺酰氯的30ml甲苯溶液，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后反應(yīng)約10h，抽濾除去固體后將濾液減壓蒸出甲苯及三乙胺，得到四甘醇單甲醚乙基磺酸酯。

稱取45g二甲胺加入到三口燒瓶中，開啟攪拌并加熱升溫至70℃，將體系抽真空后連續(xù)通入58g環(huán)氧丙烷氣體，繼續(xù)維持體系溫度70℃反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后在三口燒瓶上安裝蒸餾裝置進行減壓蒸餾，收集95～102℃的餾分即為n,n-二甲基丙醇胺。另取500ml三口燒瓶抽真空后氮氣置換6次，加入200ml甲苯、8g金屬鈉后攪拌升溫至90℃，待金屬鈉熔融形成鈉砂后停止加熱，冷卻5min后轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向該三口燒瓶中滴加37g合成的n,n-二甲基丙醇胺，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后于室溫下繼續(xù)反應(yīng)直至金屬鈉完全溶解。將該三口燒瓶轉(zhuǎn)移至冰水浴中，向內(nèi)滴加105g四甘醇單甲醚乙基磺酸酯，控制滴速為1滴/3秒，滴加結(jié)束后轉(zhuǎn)移至室溫繼續(xù)反應(yīng)18h，加入100ml水，分液，用飽和氫氧化鈉溶液洗滌有機相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機相用無水氯化鈣干燥，過濾后將所得濾液于70℃減壓蒸餾除去甲苯，再升溫收集160～180℃餾分即為縛酸劑。

殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿的加入能明顯降低革屑水解液的鉻含量，未加該脫鉻劑的革屑水解液鉻含量為0.042mg/g，加入脫鉻劑后革屑水解液鉻含量降低至0.003mg/g。

表1親核催化劑對表面活性劑縮合產(chǎn)率的影響

由表1可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明親核催化劑可以有效提高縮合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、提高表面活性劑產(chǎn)品的純度。

表2親核催化劑對表面活性劑產(chǎn)率的影響(未加ptc)

由表2可以發(fā)現(xiàn)，聚苯乙烯-二乙烯苯接枝季銨鹽(ptc)對親核催化劑的催化效果有明顯的促進作用，可以有效提高縮合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。

表3本發(fā)明親核催化劑對表面活性劑產(chǎn)率的影響(未加嗎啉環(huán)己烯胺)

由表3可以發(fā)現(xiàn)，嗎啉環(huán)己烯胺的加入對親核試劑的催化效果也有一定的提升作用。

表4本發(fā)明親核催化劑對表面活性劑產(chǎn)率的影響(未加聚醚鏈叔胺)

由表4可以發(fā)現(xiàn)，聚醚鏈叔胺的加入對親核催化劑的催化效果有明顯的促進作用，實例1-5所得表面活性劑的產(chǎn)率均有明顯的提升。

表5縛酸劑對表面活性劑產(chǎn)率的影響

如表5所示，本發(fā)明縛酸劑的加入可以顯著提高蛋白基表面活性劑的產(chǎn)率。未加縛酸劑時，縮合反應(yīng)產(chǎn)生的hcl會使體系中活性基團游離氨基呈現(xiàn)質(zhì)子化狀態(tài)，導致親核性降低，不利于縮合主反應(yīng)的順利進行；并且會腐蝕實驗設(shè)備、污染環(huán)境。因此應(yīng)不斷滴加本發(fā)明縛酸劑，中和反應(yīng)產(chǎn)生的hcl，以保證縮合反應(yīng)的順利進行。

對本發(fā)明實例1-5所得蛋白基表面活性劑及其水解液利用烏氏粘度計進行特性粘數(shù)測定，其結(jié)果如表6所示。

表6表面活性劑及其水解液的特性粘數(shù)

由表6可以看出，實例1-5所得蛋白基表面活性劑的特性粘數(shù)均比與其對應(yīng)的水解液的特性粘數(shù)要大，說明縮合產(chǎn)物的分子量均得到不同程度的增加，即已成功將油?；拈L碳鏈引入膠原多肽合成目標產(chǎn)物——蛋白基表面活性劑。

對本發(fā)明實例1-5所得蛋白基表面活性劑及其水解液進行紅外光譜分析，其結(jié)果分別如圖1-5所示。由圖1-5可以看出實例所得5種蛋白基表面活性劑在1470～1450cm^-1、1690～1620cm^-1、2943～2854cm^-1、3400～3300cm^-1附近均有吸收峰出現(xiàn)。1470～1450cm^-1附近出現(xiàn)的對稱伸縮振動峰為多肽coo-的振動峰，1690～1620cm^-1附近強烈的吸收峰為c＝o的振動吸收峰，2943～2854cm^-1處強烈的吸收峰為c-h的伸縮振動峰，3400～3300cm^-1處強且寬的吸收峰為-nh的振動吸收峰。與水解液對比，發(fā)現(xiàn)表面活性劑在1690～1620cm^-1，2943～2854cm^-1附近的吸收峰明顯增強，說明已經(jīng)成功地向水解液多肽鏈上引入油?；奶兼満汪驶?，即已合成目標產(chǎn)物油酰基復合多肽表面活性劑。

對實例1-5所得5種蛋白基表面活性劑(pbs1-5)進行性能測定：按照《表面活性劑hlb值的分析測定與計算》測定hlb值；按照gb/t7462-1994進行起泡能力測試；采用dsa-10mkz液滴形狀分析儀測試接觸角；按照《表面張力測量方法》測定表面張力、臨界膠束濃度(cmc)，并以市場上常用的表面活性劑油酸鈉作為對比，其結(jié)果如表7所示：

表7表面活性劑的性能參數(shù)

由表7可知：合成的5種表面活性劑的hlb值均在7左右，適宜用作潤濕劑、乳化劑；與油酸鈉相比，合成的表面活性劑3、表面活性4、表面活性劑5降低水的表面張力的能力更強，說明合成的產(chǎn)品性能優(yōu)異；合成的5種表面活性劑起泡性比油酸鈉稍弱，但是穩(wěn)泡性卻比油酸鈉要好；5種表面活性劑的潤濕性能均優(yōu)于油酸鈉。

對實例1-5所得5種蛋白基表面活性劑(pbs1-5)進行乳化能力及乳化穩(wěn)定性測定，并以市場上常用的表面活性劑油酸鈉作為對比，其結(jié)果如圖6-7所示：

圖6-7可知，實例1-5合成的5種表面活性劑的析水率均比油酸鈉低，乳化穩(wěn)定指數(shù)均比油酸鈉高，即合成的5種表面活性劑的乳化能力、乳化穩(wěn)定性均明顯優(yōu)于油酸鈉。

以鉻革屑為原料通過加入自制脫鉻劑殼聚糖4-(二乙氨基)水楊醛希夫堿、縛酸劑、親核催化劑得到了5種鉻含量極低、產(chǎn)品純度更高的蛋白基表面活性劑產(chǎn)品。合成的5種表面活性劑均適宜用作乳化劑、潤濕劑、滲透劑；表面活性劑1、表面活性劑2還適宜用作穩(wěn)泡劑；表面活性劑3、表面活性劑4、表面活性劑5還適宜用作洗滌劑、發(fā)泡劑。該發(fā)明解決了制革廢棄物環(huán)境污染的問題，在將蛋白質(zhì)資源回收利用的同時也得到了性能優(yōu)良、生物降解性好的表面活性劑產(chǎn)品，因此具有極好的應(yīng)用及發(fā)展前景。