173259. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fokozott felületaktív hatású zsírsav-alkanolamidot és zsírsavmonogliceridet tartalmazó elegy ealőállításra
3 173259 4 költségesebb az előbbinél. Első lépésként a zsírsavakat metilészterré kell átalakítani és ezeket megfelelő tisztítás után kondenzáltatják az alkanol-aminokkal; a reakcióelegyből le kell desztillálni a metanolt és ezt újbóli felhasználás előtt regenerálni is kell. A metanollal való munka az eljárást balesetveszélyessé és tűzveszélyessé is teszi. Javasoltak már zsírsav-trigliceridekből kiinduló eljárásokat is a zsírsav-alkanolamidok előállítására. így a 158 079 számú magyar szabadalmi leírás szerint a zsírsav-triglicerideket a bennük levő kötött zsírsavra számítva legalább 1:1 mólarányban alkalmazott dietanolaminnal reagáltatják katalizátor jelenlétében. A reakcióelegy 14 napos utóérlelésével 77 %-os konverziót érnek el; a termékben a leírás példái szerint 0,7 % bázisos nitrogéntartalmú anyag van, ami azt jelenti, hogy 5 %-nál nagyobb mennyiségű dietanolamin marad vissza a termékben. A kondenzáció során glicerin szabadul fel, ezt azonban nem hasznosítják. Ismeretes ugyan eljárás a zsírsav-alkanolamid termékben maradt glicerin és az át nem alakult alkanol-aminok eltávolítására foszforsav segítségével (J. W. Lohr: 3 040 075 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), ez azonban csak bonyolultabbá teszi a gyártási eljárást és növeli annak költségeit. A zsírsavtrigliceridekből kiinduló ismert gyártási eljárás tehát rendelkezik ugyan bizonyos előnyökkel, de a ki nem elégítő konverzió és a kihasználatlanul elvesző glicerin miatt az eljárás nem gazdaságos. Különösen hátrányos azonban az így kapott zsírsav-alkanolamidoknaic a gazdaságosan el nem különíthető glicerinnel való szennyezettsége olyan esetekben, amikor a zsírsav-alkanolamidokat nem eredeti alakjukban használják fel például mosószerekben vagy kozmetikai készítményekben, hanem valamilyen vízelvonással járó kémiai reakció, például szulfatálás útján tenzidekké kívánják őket tovább feldolgozni. Egy mól zsírsav-trigliceridnek 3 mól alkanolaminnal való reagáltatása során ugyanis 3 mól zsírsav-alkanolamid képződése közben 1 mól glicerin szabadul fel és marad a termékben, ez azonban 3 szabad hidroxil-csoportja folytán a például kénsavval vagy klórszulfonsawal történő szulfatálási reakcióban ugyanannyi szulfatálószert fogyaszt, mint maga a 3 mól zsírsav-alkanolamid és így a szulfatálószer fele egy értéktelen melléktermék képzésére vész kárba. Az ilyen glicerintartalmú termék tehát egyáltalán nem alkalmas a tenzidekké való továbbfeldolgozásra, és így a zsírsav-trigliceridekből kiinduló ismert eljárások a glicerin gazdaságosan el nem különíthető volta mellett az így kapott glicerintartalmú zsírsav-alkanolamid termék felhasználási területének korlátozott volta miatt sem kielégítőek. A zsírsavak parciális glicerinésztereinek alkalmazási területe a kozmetikai-, mosószer- és a háztartási vegyiparban — mint ezt már említettük — megegyezik a zsírsavak alkanolamidjaival. így önmagukban habstabilizátorok, bőrvédő adalékanyagok (túlzsírozószerek), mosóhatást növelő adalékanyagok, mészszappan diszpergálószerek, növelik a szappanok áttetszőségét, fényét, a mosóporok oldékonyságát, rögzítik és tartósabbá teszik az illatanyagokat, átlátszó oldatok készítését teszik lehetővé (v.ö. 734 090 számú nagy-britanniai, 2 527 075, 2 527 076, 2 527 077 és 2 527 078 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások). Ismeretes az is, hogy a zsírsav-alkanolamidok, továbbá a zsírsavmonoglicendek újabb, polárosabb csoport bevitele után kitűnő mosóaktív-anyagokká (tenzidekké) alakíthatók át. így régóta ismertek a zsírsav-alkanolamidok és a zsírsavmonogliceridek kénsavas észterei, továbbá foszfátjai, poliglikoléterei, poliglikolétereik kénsavas észterei, az alkanolamidok és a monoglicerid di- illetve trikarbonsavakkal alkotott észterei, ezeknek további származékai. Ismeretes az is, hogy a zsírsav-monoglicerideket zsírsav-trigliceridekből glicerinnel történő átészterezéssel csak 200— 240 °C reakcióhőmérsékleten lehet jó konverzióval előállítani erősen alkálikus katalizátorok — mint például alkáli-alkoholátok, alkáli-hidroxidok stb. — jelenlétében, (Bailey: Industrial Oil and Fat Products, New York, 1945). Ennek oka az, hogy a glicerin csak korlátozottan oldódik a trigliceridben. Bailey szerint az oldott mennyiség 250 °C-on kétszerese a 175 °C-on mért értéknek. A találmány célkitűzése tehát az volt, hogy a zsírsav-alkanolamidok ismert gyártási eljárásainak említett hátrányait kiküszöbölve olcsó és könnyen hozzáférhető anyagokból, célszerűen közönséges technikai zsiradékokból és/vagy olajokból, vagyis nyers zsírsav-trigliceridekből, egyszerű és gazdaságos módon, veszteségmentesen és nagy konverzió fokkal olyan — főalkotórészként zsírsav-alkanolamidot tartalmazó — terméket állítson elő, amely mind a mosószeripari és kozmetikai-háztartásvegyípari felhasználás, mind pedig tenzidekké való továbbfeldolgozás szempontjából előnyösebb tulajdonságú az ismert eljárások termékeinél. A találmány alapját az a meglepő felismerés képezte, hogy a zsírsav-trigliceridek alkanolaminokkal való kondenzációja során katalizátor alkalmazása nélkül erősen megnövelt konverzió-fokot érhetünk el és mind mosástechnikai szempontból, mind pedig az említett egyéb felhasználási célok szempontjából előnyösebb tulajdonságú terméket kapunk, ha a katalizátor nélküli kondenzációt a zsírsav-trigliceridekben kötött állapotban jelenlévő zsírsavak mennyiségére számított, sztöchiometrikailag szükséges mennyiségnél lényegesen kevesebb — a számított érték mintegy 2/3-át kitevő mennyiségű — alkanolaminnal folytatjuk le. A zsírsav-triglicerideknek ilyen módon, például a sztöchiometrikus mennyiség kétharmadának megfelelő mennyiségű alkanolaminnal való reagáltatása esetén ugyanis a reakcióelegyben jelenlévő alkanolaminok maradéktalanul reagálnak a zsírsav-trigliceridekben kötött állapotban jelenlévő zsírsavakkal a kívánt zsírsav-alkanolamidokká, ugyanakkor meglepő módon jelentős mennyiségű zsírsavmonoglicerid is keletkezik a reakcióelegyben és. így reakciótermékként egy zsírsav-alkanolamidok mellett legfeljebb 45 súly % parciális zsírsav-glicerinésztereket, főként zsírsav-monogliceridet tartalmazó elegyhez jutunk. A zsírsav-triglicerideknek ilyen módon, a sztöchiometrikusnál lényegesen kisebb, például a sztöchiometrikus mennyiség felének megfelelő mennyiségű alkanolaminnal való reagáltatása esetén ugyanis a reakcióelegyben jelenlévő alkanolaminok maradéktalanul reagálnak a zsírsav-trigliceridekből felszabaduló zsírsavakkal a kívánt zsírsav-alkanolamidokká, ugyanakkor meglepő módon jelentős mennyiségű parciális zsírsavglicerinészter, főként zsírsavmonoglicerid is keletkezik a reakcióelegyben és így reakciótermékként egy zsírsav-alkanolamidok mellett parciális zsírsav-glicerinésztereket, főként zsírsav-monogliceridet tartalmazó elegyet kapunk. Ismeretes, hogy a túlnyomórészt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
