198504. lajstromszámú szabadalom • Eljárás zsírsav cukorészterek előállítására
1 2 198.504 A találmány tárgya eljárás zsírsav-cukorészterek előállítására, közelebbről természetes diszacharidok észteresítésére in situ végzett előzetes részleges giicerinolízissel. Ismeretes, hogy a nem-ionos felületaktív anyagok között egyre jobban elterjednek a cukorészterek /azaz például a szacharóz hosszabb szénláncú (10—12 szénatom) zsírsavakkal alkotott monoészterei/. E vegyülettípus talán legnagyobb előnye a környezetvédelem szempontjából fontos könnyű biológiai lebonthatóság, mivel akár a környezetbe jutva, akár az élőlények szervezetébe kerülve természetes táplálékkomponensekre, zsírsavakra és cukorra esik szét és ezzel az ökológiai egyensúlyt nem bontja meg. Cukorészter előállítására számos eljárás ismert. Ezek nagyrésze oldószerben, többnyire dimetil-formamidban vagy dimetil-szulfoxidban, zsírsav-metilészterből és cukorból alkoholízissel jut a termékhez. Ezen eljárások hátránya éppen az oldószer alkalmazása, ugyanis így a termékben mündig maradhat a későbbi (főleg élelmiszer- és kozmetikai-ipar) felhasználást gátló oldószer maradvány. Ezért tértek át az utóbbi időben az oldószer nélkül végzett alkoholízisre. A 2.022.880 számú NSZK-beli szabadalmi leírás szerint palmitinsav dietilénglikol-monometiléterrel képzett észterével alkáli-oleát jelenlétében 185 °C-on végzik a reakciót. Rövid reakcióidőkkel (< 15 perc) akadályozzák meg a cukor bomlását. Könnyebben megvalósíthatók zsírsav-metilészterekkel a reakciók. A 3.558.597. számú AEÁ-beli szabadalmi leírás szerint metil-sztearáttal dolgoznak 140—145 °C-on. Ilyenkor — ha kálium-karbonát a katalizátor — 8 óra után keletkezik kellő mennyiségű termék. Hasonló a 3.963.699. számú AEÁ-beli szabadalmi leírás szerinti eljárás is, melynél szójaolajból készített metilészterből indulnak ki. A reakcióelegy előállítható úgy is, hogy vizes oldatként viszik a reakcióelegybe a komponenseket, majd a víz kidesztillálása után végzik a reakciót (69— —03939. számú dél-afrikai szabadalom és 76—396211 és 77-00806. számú japán szabadalmak). A 75- —142807. számú japán szabadalmi leírás szerint előnyös, ha az alkálifém-karbonát mellett alkáliföldfém-karbonát is van a reakdóelegyben. , A fenti példákban a reakcióelegy homogenitását általában alkálifém-szappanok adagolásával érik el. Ez más felületaktív anyaggal is megoldható, így például többszörös cukorészterrel (75-135016. számú japán szabadalom) vagy monoészterrel gliceridekkel együtt (1.499.989. számú brit szabadalmi leírás). A 2.412.374. számú brit szabadalmi leírás szerint cukorészter állítható elő cukorból, trigliceridből és kálium-karbonátból 110—140 °C-on. Az újabb eljárások (2.065.643. számú brit szabadalmi leírás, 1.299.730. számú AEÁ-beli szabadalmi leírás) az előzőektől annyiban különböznek, hogy a reaícdóelegyhez nagy mennyiségű alkáli szappant adnak és az elegy kiinduló hidroxil-számát zsírsav-mono- és dighcerid-eleggyel meghatározott értékben tartják. Goldsmith, H. A. a Chem. Rév. 33. 257 (1443) szakirodalmi helyen ismerteti, hogy egy triglicerid és a glicerin reakdója 25 °C és 290 között végbemehet, tetszőleges alkálikus katalizátor jelenlétében. Ugyancsak ez derül ki a Zess. Nauh. Szk. Gl. Gospod. Wiejsk.-Akad. Nőin., Warszawie, Rozpr. Nauh, 94. 43 (1977) szakirodalmi helyről is. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ezen eljárások legnagyobb hátránya az, hogy viszonylag hosszadalmas előkészítést, az esetek zömében nagy mennyiségű szappan hozzáadását kívánják meg. A reakdó terméke sok ionos jellegű tenziddel szennyezett, ami a közvetlen felhasználást akadályozza vagy különleges tisztítást igényel. Találmányunk célja olyan oldószermentes cukgrészter előállítási eljárás kidolgozása, mellyel jó hatásfokkal nyerhető természetes trigliceridekből és természetes diszacharidokból felületaktív anyag úgy, hogy a termék közvetlenül felhasználható legyen nem-ionos tenzidként. A találmány alapja az a felismerés, hogy a glicerin részleges zsírsavészterei elősegítik a cukorészterek szintézisét. Ezeket nem a korábbi eljárásoknak megfelelő módon, trigliceridek hidrolízisével állítjuk elő és juttatjuk az észteresítő rendszerbe, hanem kívánt mennyiségű glicerinnel a diszachariddal történő reakdó előtt in situ alkoholízissel alakítjuk ki. RCOOCH* RCOO-CH I RCOO-CH* ^H*-OH R-COOCH* CH OH —* R-COOCH + I / CHjOH CHaOH RCOOCHj / CHOH I CHj-OH A találmány szerinti eljárás lényege tehát az, hogy az előzetesen megolvasztott vagy az.eredetileg is folyékony természetes trigliceridbe bemérjük a kívánt mennyiségű glicerint (0,1-1 mól/mól triglicerid) és keverés közben az alkálikus katalizátort (0,5—15% a triglicerid tömegére vonatkoztatva). 70-220 °C-on végzett reagáltatás során végbemegy a kiindulóanyag kívánt átalakulása. Ezután adjuk a diszacharidot a reakdóelegyhez és végezzük az alkoholízist 90-- 160 °C-on. 1 mól trigliceridre vonatkoztatva 0,5—- 1.2 mól diszacharidot használunk. A találmány szerinti eljárással előállított termék HLB értéke elég nagy lesz (> 10). Minden előzetes feldolgozás nélkül a legtöbb célra közvetlenül felhasználható. Trigliceridként szinte valamennyi természetes zsiradék felhasználható (pl. disznózsír, napraforgóolaj, repceolaj stb., illetve ezek elegyei). A triglicerid teU- tetlensége a termék HLB értékét csökkenti. Száradó olajokból általában nem lehet megfelelő minőségű tenzidet előállítani. A találmány szerinti eljárásban diszacharidként általában szilárd halmazállapotú, célszerűen porszerű diszacharidokat, például szacharózt vagy glükózt használunk. A találmány szerinti eljárásban alkálikus katalizátorként tetszőleges bázikus kémhatású anyagot használunk, feltéve, hogy az esetleg visszamaradó mennyisége ökológiai szempontból nem káros. Katalizátorként használhatunk például alkálifém-karbonátokat vagy hidrogén-karbonátokat. Előnyös a kálium-karbonát használata. A találmány szerinti eljárás előnyei a következők. 1) A reakció egyik komponenséből alakítjuk ki a közeg jó homogenitását biztosító tenzideket. 2) A glicerid módosításával aktívabb adlezőszer alakul ki. 3) A rendszerben - szemben az alkálikus hidrolízissel készített glicerinészterrel - nem keletkezik ionos jellegű komponens. 2
