187567. lajstromszámú szabadalom • Eljárás zsírsav-alkanol-amidok előállítására
1 187 567 . 2 A találmány tárgya eljárás zsírsav-hidroxi-alkilamidok - ahol a zsírsav-rész telített vagy telítetlen, 12-22 szénatomos lehet - előállítására; katalizátor jelenlétében. Ismeretes, hogy több megoldás szerint a zsírsavhidroxi-alkil-amidok előállításához a katalizátort külön lépésben készítik el, például dietanol-amin és fém nátrium, vagy nátrium-metilát, vagy szilárd kálium-hidroxid, vagy vizes kálium-hidroxid oldat reakciójával.r Ilyen eljárásokat ismertet például a 781 549 sz. brit, a 2 863 888 sz. és a 2 877 246 sz. amerikai egyesült államokbeli, 883 733 sz. brit, 67 117 sz. német demokratikus köztársaságbeli szabadalmi leírás, valamint a következő irodalmi helyek: Parfum, Cosmét, Savons 4., 238. (1961), Nyeftjehimíja 37. (1970). A katalizátor külön lépésben való előállításával végzett eljárás hátránya, hogy maga a katalizátorkészítés hosszadalmas és költséges művelet, továbbá, hogy például a kálium-hidroxid és dietanolamin reagáltatásakor hosszabb időn keresztül magas hőmérsékletet kell alkalmazni, amelynek következtében melléktermékek, mint például piperazin- és morfolin-származékok keletkeznek. A katalizátor alkoholos oldatban történő alkalmazásakor ilyen mellékreakciók nem lépnek fel. Az ismert megoldások szerint például nátriummetilátot vagy nátrium-etilátot alkalmaznak katalizátorként. Ezt külön adagolják a reakcióelegybe, mint például a 2 863 888 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerinti, vagy a J. Amer. Oil Chem. Soc., 43., 418. (1966), illetőleg Nyeftjehimíja, 1,. 37. (1970) irodalmi helyeken leírt megoldások ismertetik, vagy metanolos oldatban (781 549 sz. brit szabadalmi leírás, 2 843 612 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) viszik be a reakcióelegybe. Ezeknek az alkáli-alkoholátos eljárásoknak az a hátránya, hogy a beadagolt anyagokkal víz jut a rendszerbe, ami hidrolizálja az alkoholátot és lúg keletkezik. Az előzőekben hivatkozott 2 843 612 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint 0,25-2 mól rövidszénláncú alkohol jelenlétében a reakció rövidebb idő alatt és már szobahőmérsékleten is végbemegy. Bár ezek a tényezők kétségtelenül előnyösnek tűnnek, ebben az esetben is fennáll az ilyen tipusú megoldásoknál problémát jelentő, előzőekben említett hidrolízis, amelynek következtében az aJkoholát elbomlik. A korábbiakban ugyancsak említett 781 549 sz. brit, 2 877 246 sz. amerikai egyesült államokbeli és 67 117 sz. német demokratikus köztársaságbeli szabadalmi leírások a terméknek oldószerként való alkalmazását írják le. így a reakcióelegy homogénné válása hamarabb elérhető, csökkenthető a magas hőmérséklet alkalmazásának időtartama és homogén fázisban folyamatos üzem megvalósítására is mód nyílik. Folyamatos eljárás lehetőségét az irodalomban csupán két helyen említik, nevezetesen a 781 549 sz. brit, továbbá a 2 863 888 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban. Ezek közül az előbbi szerint reaktort használnak, amelybe folyamatosan adagolják a kiindulóanyagokat és folyamatosan nyerik ki a terméket. Az utóbbi megoldás filmreaktor alkalmazását javasolja, a példákban azonban csupán zsírsav-metilészter előállítására nézve adnak kitanítást A találmány szerinti eljárás célkitűzése, hogy a technika jelenlegi állásából eredő hátrányokat - azaz a katalizátor külön lépésben való előállítását és a melléktermékek keletkezését - megszüntesse és olyan eljárást nyújtson, amelynek segítségével a zsírsav-hidroxi-alkil-amidok előállítása egyszerűbben és gyorsabban, melléktermékektől mentesen és kívánt esetben folyamatosan valósítható meg. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az eddigiekben alkalmazott katalizátorok helyett katalizátor-rendszer (vagyis oldatban levő katalizátor és kokatalizátor) alkalmazásával, valamint - szakaszos üzem èsetén - a reakcióelegy homogénné válása után, vagy - folyamatos üzem esetén - a homogén állapotban tartáshoz szükséges minimális tartózkodási idő után a reakcióelegyet azonnal - például szobahőmérsékletre - lehűtve érhetjük el a kívánt célkitűzést. A találmány szerinti eljárás előnyös változata szerint a. reakcióelegyen nitrogéngázt buborékoltatunk át, annak érdekében, hogy a rendszerbe bevitt vizet - amely egyébként hidrolízishez vezethet - eltávolítsuk. így egyúttal a termék sötétedését is meg tudjuk akadályozni. A találmány szerinti eljáráshoz alkalmazott katalizátor-rendszer erős bázis, célszerűen LiOH, NaOH, KOH vagy alkáli-alkoxidok alkoholos (például metanolos vagy etanolos) oldatából és kokatalizátorként valamely cink- vagy ón(II)-sóból, előnyösen halogenidbőf, így ZnCl2-ből, vagy SnCl2-ből áll. Azt találtuk, hogy a kokatalizátor alkalmazása a reakciót nagymértékben gyorsítja. így például kísérleteink során megállapítottuk, hogy ha a reakcióelegyet 7, 14, illetőleg 21 napig tároljuk szobahőmérsékleten, a találmány szerinti katalizátorból és kokatalizátorból álló rendszert alkalmazva, úgy kb. egy héttel előbb érhető el teljes konverzió, mint azonos körülmények között tartott és azonos katalizátort tartalmazó, azonban kokatalizátor-mentes reakcióelegy esetében. A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy zsírsavésztereket, így -mietil vagy -etilésztereket vagy zsírsavak polialkoholokkal ellátott észtereit, így glicerin-, illetve glikolésztert valamely NHz-[(CH2)lOH]y általános képletü alkanol-aminnal - ahol x jelentése 2 vagy 3 és y és z jelentése 1 vagy 2 - az alkanol-aminra számítva 1-5% erős bázis, célszerűen lítium-, nátrium- vagy káliumhidroxid, illetőleg alkáli-alkoxid alkoholos oldatának és ugyancsak az alkanol-aminra számítva 0,1-0,3 mól% cink- vagy ón(II)-só, előnyösen - halogenid jelenlétében, a reakcióelegy homogénné válásáig 50-100 °C hőmérsékleten reagáltatunk, a reakcióelegyen előnyösen nitrogén-gázt buborékoltatunk át, majd a homogénné vált reakcióelegyet lehűtjük - előnyösen szobahőmérsékletre - és a kívánt konverzió eléréséig tároljuk. A kiindulóanyagként alkalmazott zsírsav észter és alkanolamin mólaránya célszerűen 1 : 0,8-3 a reakciót előnyösen folyamatos üzemben folytatjuk le. A találmány szerint tehát úgy járunk el, hogy a katalizátort, így például NaOH-t vagy KOH-t al-5 iO 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
