173259. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fokozott felületaktív hatású zsírsav-alkanolamidot és zsírsavmonogliceridet tartalmazó elegy ealőállításra
5 173259 6 monogliceridekből álló parciális zsírsav-glicerinészterek maguk is a zsírsav-alkanolamidokhoz hasonló kedvező tulajdonságokkal rendelkeznek és nemcsak jó mosóhatásuk van, hanem bőrvédő adalékként is alkalmazzák őket például a pipereszappanokban, nem volt azonban eddig ismeretes, hogy ezek a fenti körülmények között a zsírsav-alkanolamidokkal együtt képződő parciális észterek a mosóhatás szempontjából szinergensként hatnak a főtermékként jelenlévő zsírsav-alkanolamidokra és így a találmány szerinti eljárással nyert, zsírsav-alkanolamidok mellett kisebb mennyiségben parciális zsírsavésztereket, főként zsírsav-monoglicerideket tartalmazó termék az anyagfelhasználás és technológiai feltételek szempontjából sokkal kedvezőbb előállítási eljárás mellett mosóhatás szempontjából is lényegesen felülmúlja a szokásos ipari eljárásokkal előállított termékeket. Ugyancsak igen előnyös kiindulási anyag ez a termék a tenzidekké való közvetlen továbbfeldolgozásra is, mert a termékben jelenlévő zsírsavmonogliceridészterek a szulfatálás során monoglicerid-szulfátokká alakulnak, amelyek maguk is értékes tenzidek, amelyeket eddig is alkalmaztak főként finom mosószerekben, ezek jelenléte tehát csak előnyösen befolyásolja a szulfatált termék tulajdonságait. A találmány szerinti eljárás tehát két szempontból is váratlan, igen meglepő eredménnyel jár. Egyrészt nem volt várható, hogy a találmány szerinti eljárás körülményei között, tehát zsírsav-triglicerideknek a sztöchiometrikusnál lényegesen kisebb mennyiségű zsírsav-alkanolaminokkal, katalizátor nélkül, 110—160 °C közötti hőmérsékleten történő reagáltatása során parciális zsírsav-gliceridek, főként monogliceridek képződjenek, mert ismeretes, hogy a zsírsavmonogliceridek önmagukban történő előállításához igen nagy glicerinfelesleg, lényegesen magasabb (180—250 °C) hőmérséklet és erősen lúgos katalizátorok, mint nátrium-hidroxid vagy nátrium-alkoholát alkalmazása szükséges, másrészt pedig egyáltalán nem volt előre látható, hogy az így melléktermékként képződő parciális gliceridek nemcsak hogy nem rontják az elegy tulajdonságait, hanem szinergens módon még számottevően javítják is, mind a mosóhatás, mind a kozmetikai felhasználás szempontjából és előnyösek a tenzidekké való továbbfeldolgozás szempontjából is. A találmány szerinti eljárás során a kiindulási anyagként alkalmazott zsírsav-triglicerid és alkanolaminként például a monoetanolamin között végbemenő reakció az alábbi reakcióegyenlettel szemléltethető: rf-COQ-CH R-COO-Cr' ' l 3 R-COŰ-JH ♦ 2 H^Í-CBjCHjOti _____*. 2 it-CO-aH-CHgCHgOä + HO-Sn h-JOO-CH., -2HgO HO-CH2 zsírsav- etanolamin stiirsav-etanolamid ' zsirsav-triglicerid 1 nonoglicerid ahol R a zsírsav hosszuláncú alkil-csoportját képviseli. A fenti reakcióegyenletben szereplő zsíisav-monoglicerid mellett a gyakorlatban az eljárás során csekély mennyiségű diglicerid is keletkezik, amely lényegileg a monogliceridhez hasonló, de csekély mennyisége folytán számot nem tevő szerepet játszik a termékben. A trigliceridekből kiinduló ismert eljárások nem kívánatos és veszteséget okozó mellékterméke, a glicerin, az eljárásban gyakorlatilag egyáltalán nem keletkezik. Van azonban ennek az eljárásnak még egy további igen lényeges előnye is: az eddig eljárásokban szükséges sztöchiometrikus mennyiségű - 1 mól zsírsav-trigliceridre számítva 3 mól - alkanolamin körülbelül egyharmada feleslegessé válik és megtakarítható azáltal, hogy ugyanolyan mennyiségű zsiradékhoz - a sztöchiometrikusnál lényegesen kevesebb alkanolamint — a sztöchiometrikus mennyiségnek mintegy kétharmadát — használunk fel és gyakorlatilag ugyanolyan mennyiségű felületaktív terméket kapunk az eddig veszendőbe ment — a reakció során keletkező — glicerin hasznosulása, azaz zsírsav-monoglicerid keletkezése révén. Az alkanol-amin mintegy egyharmadának megtakarításán kívül a felületaktív termék abszolút mennyisége is növekszik, amennyiben az alkanol-amin molekulasúlya kisebb a glicerin molekulasúlyánál. Ez a mono-etanolamin, mono-propanolamin és a mono-butanolamin esetében lehetséges. A dietanol-amin molekulasúlya nagyobb a glicerin molekulasúlyánál, itt a felületaktívanyag abszolút mennyiségének növekedése elvileg sem lehetséges. A fentieket egy M átlag-molekulasúlyú zsírsavból leszármaztatott trigliceridnek mono-etanolaminnal való reakcióját leíró egyenlettel és rövid számítással bizonyítjuk. A bejelentésünk szerinti eljárást leíró egyenlet: triglicerid + 2 etanolamin = 2 zsírsav-etanolamid+ 3 M + 38 122 2M+86 zsírsavmonoglicerid Az ismert eljárásokat leíró reakcióegyenlet: triglicerid + 3 etanolamin = 3 zsírsav-etanolamid + gli- 3 M + 38 183 3 M + 129 cerin 92 A két egyenlet egymásból történő kivonása után látható, hogy a bejelentésünk szerinti eljárás esetében egy mól triglicerid (3 M + 38) feldolgozásához lényegesen kevesebb mono-etanolamin - 183 g helyett csupán 122 g - szükséges, ugyanakkor a keletkező felületaktívanyag mennyisége 31 g-mal nagyobb. (86 + 74 — 129 = 31 ). A megtakarítható nyersanyag (61 g), valamint a többlet felületaktivanyag (31 g) együttes mennyisége a reakció során hasznosult glicerin súlyával (92 g) egyezik meg. Számításunk során a trigliceridet felépítő zsírsavak átlag-molekulasúlyát M-mel, a triglicerid molekulasúlyát 3 M + 38-cal, a mono-etanolamin molekulasúlyát 61-gyei, a glicerin molekulasúlyát 92-vel jelöltük. Az alkanolamin hányadának csökkenése gazdaságilag is igen jelentős, mert az alkanolaminok ára többszöröse a zsiradékok árának és az előnyösebb műszaki tulajdonságú termék és az eljárás technológiai előnyei mellett a tanulmány szerinti eljárás még jelentős gazdasági előnyöket is biztosít. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
