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DE10251984A1 - Verfahren zur Herstellung eines Esters - Google Patents

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DE10251984A1
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DE
Germany
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compound
titanate
phosphorus
organic carbonyl
carbonyl compound
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10251984A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Dr. Albers
Michael Dr. Neuss
Heiko Kraus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cognis IP Management GmbH
Original Assignee
Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Cognis Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Cognis Deutschland GmbH and Co KG
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Priority to EP03810415A priority patent/EP1558558A1/de
Priority to JP2004548812A priority patent/JP2006505598A/ja
Priority to PCT/EP2003/012044 priority patent/WO2004041769A1/de
Priority to US10/534,307 priority patent/US20060041158A1/en
Publication of DE10251984A1 publication Critical patent/DE10251984A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Esters aus einer organischen Carbonylverbindung und einem Alkohol unter Durchführung einer Veresterungsreaktion in Gegenwart eines Katalysators, der eine anorganische Phosphor(I)-Verbindung sowie ein Titanat umfasst. Das Verfahren wird derart durchgeführt, dass zunächst die organische Carbonylverbindung und die anorganische Phosphor(I)-Verbindung miteinander vermischt werden, die erhaltene Mischung anschließend filtriert wird und dann der filtrierten Mischung der Alkohol und das Titanat zugesetzt werden und die Veresterungsreaktion durchgeführt wird. Das Verfahren eignet sich besonders zur Veresterung von (Poly)Fettsäuren oder (Poly)Hydroxyfettsäuren zu Estern mit einem hohen Veresterungsgrad und geringer Farbigkeit.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Estern und insbesondere von Estern, welche durch Veresterung von Fettsäuren oder Hydroxyfettsäuren mit Alkoholen oder Polyolen erhalten werden und welche beispielsweise als Zusätze in kosmetischen Zusammensetzungen oder pharmazeutischen Zubereitungen verwendet werden.
  • Stand der Technik
  • Bei zahlreichen Veresterungsreaktionen und vor allem bei der Herstellung von Fettsäure- oder Hydroxyfettsäureestern besteht das Problem, dass der Veresterungsgrad oft nicht hoch genug ist und das erhaltene Produkt gelblich bis bräunlich verfärbt ist. Veresterungsgrad und Verfärbung sind unter anderem abhängig von den bei der Veresterung eingesetzten Katalysatoren. So erzielen saure Katalysatoren üblicherweise zwar ein hellgefärbtes Produkt, aber einen nicht akzeptablen Veresterungsgrad, während mit basischen Katalysatoren zwar ein guter Veresterungsgrad erreicht wird, die erhaltenen Ester dafür aber dunkel gefärbt sind.
  • In der EP 0 000 424 B1 wird beispielsweise die Veresterung polymerer Monocarbonsäuren wie Poly(12-hydroxystearinsäure) mit Alkoholen wie Polyethylenglycol beschrieben. Als Veresterungskatalysator ist unter anderem Tetrabutyltitanat erwähnt. Die erhaltenen Hydroxyfettsäureester sind jedoch hinsichtlich ihrer Farbe nicht zufriedenstellend.
  • Um die Verfärbung polymerer Ester zu vermindern, wurden auch Katalysatoren vorgeschlagen, die aus einer Kombination mehrerer Verbindungen bestehen. Die US-Patente 6080834, US 6166170 und US 6255441 betreffen Katalysator-Zusammensetzungen, die zur Herstellung von Polyestern und hier insbesondere von Polyalkylenterephthalaten eingesetzt werden können. Die Katalysator-Zusammensetzung wird erhalten, indem eine Titanverbindung in Gegenwart eines Komplexierungsmittels mit einer Phosphorverbindung umgesetzt wird. Geeignete Titanverbindungen sind Tetraalkyl-orthotitanate, die Phosphorverbindung kann eine Phosphorsäure wie unterphosphorige Säure sein. Wendet man die beschriebenen Katalysator-Zusammensetzungen jedoch auf die Veresterung von Fettsäuren und insbesondere Hydroxyfettsäuren mit Alkoholen wie Polyolen an, werden Ester erhalten, die weder hinsichtlich ihres Veresterungsgrades noch hinsichtlich ihrer Farbe zufriedenstellend sind.
  • Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Esters zur Verfügung zu stellen, welcher einen hohen Veresterungsgrad bei gleichzeitig möglichst geringer Färbung aufweist. Das Verfahren sollte sich insbesondere zur Herstellung von Veresterungsprodukten von Fettsäuren oder Hydroxyfettsäuren und Alkoholen mit den vorstehend genannten Eigenschaften eignen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Es wurde nun überraschend gefunden, dass sich Ester aus einer organischen Carbonylverbindung und einem Alkohol mit einem hohen Veresterungsgrad und äußerst geringer Verfärbung unter Verwendung eines Katalysators herstellen lassen, der eine anorganische Phosphor(I)-Verbindung sowie ein Titanat umfasst, wenn eine bestimmte Abfolge von Verfahrensschritten eingehalten wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist entsprechend ein Verfahren zur Herstellung eines Esters aus einer organischen Carbonylverbindung und einem Alkohol unter Durchführung einer Veresterungsreaktion in Gegenwart eines Katalysators, der eine anorganische Phosphor(I)-Verbindung sowie ein Titanat umfasst, worin zunächst die organische Carbonylverbindung und die anorganische Phosphor(I)-Verbindung miteinander vermischt werden, die erhaltene Mischung filtriert wird und anschließend der filtrierten Mischung der Alkohol und das Titanat zugesetzt werden und die Veresterungsreaktion durchgeführt wird.
  • Im Unterschied zu den bekannten Verfahren, bei denen man in einer Vorstufe aus anorganischer Phosphor(I)-Verbindung, Titanat und Komplexierungsmittel eine Katalysatorkomponente herstellt, welche dann der Reaktionsmischung aus Säure und Alkohol zugefügt wird, werden die Katalysatorkomponenten im erfindungsgemäßen Verfahren getrennt voneinander in verschiedenen Stufen zugesetzt. Dabei wird zunächst die organische Carbonylverbindung mit der anorganischen Phosphor(I)-Verbindung vorbehandelt, und die erhaltene Mischung wird anschließend filtriert. Ohne auf eine bestimmte Theorie festgelegt werden zu wollen, besteht der Vorteil dieses Vorgehens vermutlich darin, dass die Vorbehandlung mit der Phosphor(I)-Verbindung und die anschließende Filtration zu einer Reinigung der organischen Carbonylverbindung führen. Dadurch wird der Anteil an Verunreinigungen deutlich reduziert, der bei der anschließenden Umsetzung des Filtrats mit dem Alkohol in Gegenwart des Titanats zur Verfärbung des erhaltenen Esters führen könnte. Die Anwesenheit des Titanats als zusätzliche Katalysatorkomponente in der eigentlichen Veresterungsreaktion führt schließlich zu den gewünscht hohen Veresterungsgraden. Insgesamt werden daher im erfindungsgemäßen Verfahren gering gefärbte Produkte mit einem hohen Grad der Veresterung erhalten.
  • Organische Carbonylverbindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Herstellung bestimmter Ester beschränkt. Es können vielmehr grundsätzlich alle veresterbaren organischen Carbonylverbindungen eingesetzt werden wie Carbonsäuren oder Carbonsäurederivate, insbesondere Carbonsäureanhydride, Carbonsäurehalogenide, Carbonsäuresalze, Carbonsäureamide oder Carbonsäureester. Wenn im folgenden allgemein von Carbonsäuren als Ausgangsverbindungen der Veresterungsreaktion die Rede ist, sind damit immer auch die vorstehend genannten Derivate der entsprechenden Säure gemeint.
  • Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Fettsäureestern mit einem Fettsäurerest, der 8 bis 22 und vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist. Die Carbonylkomponente kann auch substituiert sein. Besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise bei der Veresterung von Hydroxyfettsäuren wie solchen mit 8 bis 22 und vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen im Fettsäurerest. 12-Hydroxystearinsäure ist als Ausgangsverbindung des erfindungsgemäßen Veresterungsverfahrens besonders geeignet.
  • Anstelle der vorstehend beschriebenen monomeren Fettsäuren oder Hydroxyfettsäuren können auch die entsprechenden Polyfettsäuren oder Polyhydroxyfettsäuren verwendet werden. Bevorzugt sind solche mit einem Eigenkondensationsgrad von 2 bis 20 und insbesondere 2 bis 10. Ein bevorzugtes Beispiel dieser Gruppe organischer Carbonylverbindungen ist Poly-12-hydroxystearinsäure.
  • Die Ester der Poly-12-hydroxystearinsäure werden beispielsweise als Emulgatoren in kosmetischen Zubereitungen eingesetzt. Sie sind beispielsweise in Zusammensetzungen vorhanden, die unter den Marken "Dehymuls® PGPH", "Eumulgin® VL 75" (Abmischung mit Coco Glucosides im Gewichtsverhältnis 1:1) oder "Dehymuls ® SBL" von der Cognis Deutschland GmbH & Co. KG vertrieben werden. Polyolpolyhydroyxstearate sind auch in der EP 0 766 661 B1 beschrieben. Diese Verbindungen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls hergestellt werden.
  • Alkohol
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf die in der EP 0 766 661 B1 beschriebenen Alkohole als eine der Ausgangskomponenten der Veresterungsreaktion beschränkt. Vielmehr können grundsätzlich alle mono- und polyfunktionellen Alkohole eingesetzt werden. Bevorzugt erfolgt die Veresterungsreaktion unter Verwendung eines Polyols. Hier sind solche Polyole bevorzugt, die 2 bis 12 und insbesondere 2 bis 8 Hydroxylgruppen aufweisen. Unter den Polyolen besonders bevorzugt sind Polyalkylenglycole und hier insbesondere Polyethylenglycole, sowie Glycerin und Polyglycerine.
  • Die Menge der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten organischen Carbonylverbindung und des Alkohols ist ebenfalls nicht besonders beschränkt. Sie kann sich im für die Veresterungsreaktionen dieser Ausgangskomponenten allgemein üblichen Rahmen bewegen. Es kann neben einer vollständigen Veresterung der zur Verfügung stehenden Hydroxylgruppen auch eine teilweise Veresterung derselben erfolgen. Geeignet ist beispielsweise ein mol-Verhältnis von organischer Carbonylverbindung zu Alkohol von 1 : 1 bis 30 : 1, insbesondere 1 : 1 bis 20 : 1, besonders bevorzugt ist 1 : 1 bis 15 : 1.
  • Titanat
  • Als Titanat können grundsätzlich alle bereits als Veresterungskatalysatoren bekannten Titanate verwendet werden. Erfindungsgemäß sind solche Titanate bevorzugt, welche zur Bildung von Estern mit dem eingesetzten Alkohol befähigt sind. Bevorzugt sind Tetraalkylorthotitanate und hier insbesondere Tetraisopropyltitanat und Tetrabutyltitanat. Geeignete Mengen des Titanats liegen beispielsweise bei 0,01 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an organischer Carbonylverbindung, Alkohol und Katalysator in der Reaktionsmischung. Eine zu große Menge an Titanat kann zu einer unerwünschten Verfärbung des erhaltenen Esters führen, eine zu geringe Menge zu einer Verlangsamung der Veresterung.
  • Phosphor(I)-Verbindung
  • Auch als Phosphor(I)-Verbindungen können grundsätzlich alle diejenigen Verbindungen eingesetzt werden, die bereits im Stand der Technik als Veresterungskatalysatoren verwendet wurden. Erfindungsgemäß bevorzugte Phosphor(I)-Verbindungen sind Phosphor(I)-säure (d.h. Phosphinsäure, unterphosphorige Säure) oder Salze der Phosphor(I)-säure (Phosphinate, Hypophosphite). Geeignete Mengen der Phosphor(I)-Verbindung liegen bei 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an organischer Carbonylverbindung, Alkohol und Katalysator in der Reaktionsmischung.
  • Die organische Carbonylverbindung und die anorganische Phosphor(I)-Verbindung werden in einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Temperaturbereich von 20 bis 220°C, bevorzugt von 60 bis 180°C und besonders bevorzugt von 80 bis 120°C über einen Zeitraum von wenigstens 20 Minuten durchmischt. Die Zeiten der Durchmischung sind temperaturabhängig und liegen üblicherweise bei 15 bis 180 Minuten. Bevorzugt sind Zeiten von 30 bis 60 Minuten im Temperaturbereich von 80 bis 120°C.
  • Anorganische Base
  • Besonders gute Ergebnisse im Hinblick auf die Färbung des erhaltenen Veresterungsproduktes werden erhalten, wenn der Mischung aus organischer Carbonylverbindung und anorganischer Phosphor(I)-Verbindung vor dem Filtrationsschritt eine anorganische Base zugefügt wird. Besonders bevorzugt handelt es sich hier um ein basisches Salz und insbesondere ein Carbonat wie beispielsweise Natrium- oder Kaliumcarbonat. Die Zugabe der anorganischen Base erfolgt zweckmäßig in einer Menge, die ausreicht, die Phosphor(I)-Verbindung im Wesentlichen vollständig zu neutralisieren. Die anorganische Base wird also zweckmäßig in einer äquivalenten Menge zur eingesetzten Phosphor(I)-Verbindung zugegeben, kann aber auch im Überschuss zu letzterer vorhanden sein.
  • Der Vorteil der Zugabe einer anorganischen Base liegt vermutlich zum einen darin; dass durch die Vorneutralisation die Reaktionsmischung im nachfolgenden Veresterungsschritt nicht zu sauer ist und dadurch ein höherer Veresterungsgrad erreicht werden kann. Zum anderen wirkt im Falle der Zugabe eines anorganischen Salzes das Salz vermutlich als Filtrationshilfsmittel und verbessert somit die Reinigungswirkung im Filtrationsschritt.
  • Filtrationshilfsmittel
  • Alternativ zur Zugabe eines anorganischen Salzes oder zusätzlich hierzu kann der Mischung aus organischer Carbonylverbindung und anorganischer Phosphor(I)-Verbindung vor dem Filtrieren ein Filtrationshilfsmittel zugegeben werden. Geeignet sind grundsätzlich alle leicht alkalischen bis leicht sauren bekannten Filtrationshilfsmittel wie insbesondere Bleicherden. Geeignete Filtrationshilfsmittel sind beispielsweise unter den Marken "Hyflow® Supercel" (Manville Corp.) oder "Tonsil® Standard" (Südchemie) im Handel erhältlich. Diese Filtrationshilfsmittel erhöhen die Reinigungswirkung im Filtrationsschritt und tragen somit zur Reduzierung der Farbe im Endprodukt bei.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder in der Schmelze oder in Lösung erfolgen. Unter Kosten- und Umweltgesichtspunkten ist die Durchführung des Verfahrens in der Schmelze bevorzugt. Die Umsetzung in einem unpolaren, inerten organischen Lösemittel ist jedoch ebenfalls möglich. Hier sind insbesondere solche Lösemittel bevorzugt, welche mit dem im Verlauf der Veresterung gebildeten Wasser ein Azeotrop mit Siedepunktserniedrigung bilden, wie beispielsweise Toluol oder Xylol. Welche Vorgehensweise im erfindungsgemäßen Veresterungsverfahren gewählt wird, hängt in erster Linie von den gewählten Edukten ab. Die Auswahl geeigneter Verfahrensparameter wie die Wahl geeigneter Lösemittel und die Wahl der Umsetzungstemperaturen sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
  • Um die Verfärbung des Endprodukts möglichst gering zu halten, wird die Veresterungstemperatur im Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens so gering wie möglich gewählt. Bei Umsetzung in der Schmelze findet die Veresterungsreaktion bevorzugt bei einer Temperatur unter 240°C und insbesondere in einem Bereich zwischen 180 und 220°C statt. Üblicherweise wird ab einer Temperatur von etwa 170°C im Veresterungsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eine rasche Entfärbung der Reaktionsmischung beobachtet, wenn als Phosphor(I)-Verbindung Phosphor(I)-säure oder ein Salz derselben eingesetzt wird. Dies ist vermutlich auf die Zersetzung der Phosphor(I)-säure zurückzuführen, die über Zwischenstufen Phosphan und Phosphorsäure bildet, welche letztendlich zu einer Gleichung der Reaktionsmischung führt.
  • Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Reaktionsmischung im Verlauf des Veresterungsschrittes langsam auf die maximale Umsetzungstemperatur erwärmt wird, so dass eine kontinuierliche Wasserabscheidung erfolgt. Dies gilt besonders bei der Verwendung von Hydroxyfettsäuren als der organischen Carbonylverbindung. Eine zu rasche Temperaturerhöhung kann hier zur Eliminierung von Wasser aus der Hydroxyfettsäure und damit zur unerwünschten Bildung ungesättigter Fettsäuren in der Reaktionsmischung führen.
  • Auch die Durchführung der Reaktion, entweder nur der eigentlichen Veresterung oder der Umsetzung insgesamt, unter Schutzgas wie Stickstoff oder Argon kann eine Verbesserung der Qualität des Endprodukts bewirken.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Beispielen weiter erläutert werden.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
  • Synthese eines Polyethylenglycolpolyhydroxystearats
  • 726,8 g (2,37 Mol) 12-Hydroxystearinsäure werden mit 5 g Phosphor(I)-säure (50%ig) versetzt und 1 Stunde lang bei 90°C gerührt. Nach Zugabe von 8 g Natriumcarbonat und 5 g Hyflow® Supercel wird die heiße Mischung filtriert. Das Filtrat wird mit 273,2 g (0,18 Mol) Polyethylenglycol-1500 und 0,4 g Tyzor® TPT versetzt. Die Reaktionsmischung wird unter Schutzgas (Stickstoff) langsam innerhalb von 2 Stunden auf 190°C erwärmt und unter kontinuierlicher Wasserabscheidung im Vakuum bei sukzessiver Temperaturerhöhung auf 210°C 18 Stunden lang verestert. Nach Abkühlung auf etwa 100°C und Filtration wird das Produkt als Filtrat erhalten.
  • Das Produkt besitzt eine Säurezahl von 8 und eine Iodzahl von 2. Die Farbzahl nach Hazen liegt bei 100. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert besonders hellefarbige und geruchsarme Produkte.
  • Beispiel 2
  • Synthese eines Polyethylenglycolpolyhydroxystearats
  • Es wird wie in Beispiel 1 vorgegangen, jedoch werden anstelle der 0,4 g Tyzor® TPT 0,4 g Tyzor® TBT eingesetzt.
  • Das Produkt besitzt eine Säurezahl von 8 und eine Iodzahl von 2. Die Farbzahl nach Hazen liegt bei 100.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Synthese eines Polyethylenglycolpolyhydroxystearats
  • 672 g (2,19 mol) 12-Hydroxystearinsäure, 328,3 g (0,219 mol) Polyethylenglycol-1500 und 0,2 g Ti(OBu)4 werden unter Stickstoff auf 240°C aufgeheizt. Nach Beendigung der Wasserabscheidung wird Vakuum angelegt und weiter kondensiert, bis keine weitere Absenkung der Säurezahl zu beobachten ist. Nach Abkühlung auf 100°C und Zugabe von 0,5% Filterhilfsmittel (Hyflow® Supercel) wird das Produkt filtriert.
  • Das Produkt (Filtrat) besitzt eine Säurezahl von 9,5. Die Farbe ist dunkelbraun. Die Farbzahl nach Hazen bzw. Gardner ist nicht bestimmbar.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Synthese eines Polyethylenglycolpolyhydroxystearats
  • 754,3 g (2,46 mol) 12-Hydroxystearinsäure und 245,8 g (0,164 mol) Polyethylenglycol-1500 werden unter Stickstoff auf 240°C aufgeheizt. Nach Beendigung der Wasserabscheidung wird Vakuum angelegt und weiter kondensiert, bis keine weitere Absenkung der Säurezahl zu beobachten ist. Nach Abkühlung auf 120°C und Filtration unter Zugabe von 0,5% Filterhilfsmittel (Hyflow® Supercel) wird das Produkt als Filtrat erhalten.
  • Das Produkt besitzt eine Säurezahl von 23. Die Farbe ist dunkelbraun. Die Farbzahl nach Hazen bzw. Gardner ist nicht bestimmbar.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Synthese eines Polyethylenglycolpolyhydroxystearats
  • 506 g (1,65 mol) 12-Hydroxystearinsäure, 494 g (0,165 mol) Polyethylenglycol-3000 und 5 g (0,038 mol) H3PO2 (50%ig) werden unter Stickstoff auf 240°C aufgeheizt. Nach Beendigung der Wasserabscheidung wird Vakuum angelegt und weiter kondensiert, bis keine weitere Absenkung der Säurezahl zu beobachten ist. Abschließend wird der Katalysator mit Natriumcarbonat neutralisiert. Dazu versetzt man das Produkt bei 80 °C mit der theoretisch doppelten Menge an Na2CO3 (wasserfrei) (berechnet aus der Säurezahl). Die Salze werden unter Zugabe von 0,5% Filterhilfsmittel (Hyflow® Supercel) abfiltriert. Das Produkt wird als Filtrat erhalten.
  • Das Produkt besitzt eine Säurezahl von 26. Die Farbe ist hellbraun. Die Farbzahl nach Hazen bzw. Gardner ist nicht bestimmbar.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • Synthese eines Polyethylenglycolpolyhydroxystearats
  • 711 g (2,316 mol) 12-Hydroxystearinsäure werden auf 80°C erwärmt und mit 0,5 g H3PO2 versetzt. Nach 30 Minuten bei 160°C werden 289 g (0,193 mol) Polyethylenglycol-1500 und weitere 30 Minuten später 0,4 g Ti(OBu)4 unter Stickstoff zugegeben und auf 210°C aufgeheizt. Nach Beendigung der Wasserabscheidung wird Vakuum angelegt und bei 240°C weiter kondensiert, bis keine weitere Absenkung der Säurezahl zu beobachten ist. Nach Abkühlung auf 120°C und Filtration unter Zugabe von 0,5% Filterhilfsmittel (Hyflow® Supercel) wird das Produkt als Filtrat erhalten.
  • Das Produkt besitzt eine Säurezahl von 11,1. Die Farbe ist dunkelbraun. Die Farbzahl nach Hazen bzw. Gardner ist nicht bestimmbar.
  • Beispiel 3
  • Synthese eines Polyglycerinpolyhydroxystearats
  • 893,6 g (2,91 mol) 12-Hydroxystearinsäure werden mit 5 g unterphosphoriger Säure versetzt und 1 Stunde bei 90°C gerührt. Nach Zugabe von 2 g Natriumcarbonat und 5 g Filterhilfsmittel (Hyflow® Supercel) wird die heiße Mischung filtriert.
  • Das Filtrat wird mit 106,4 g (0,64 mol) Polyglycerin und 0,4 g Tetrabutyltitanat versetzt. Die Reaktionsmischung wird unter Schutzgas (Stickstoff) langsam innerhalb von 2 Stunden auf 190°C erwärmt und nach kontinuierlicher Wasserabscheidung im Vakuum unter Erwärmung auf bis zu 210°C 18 Stunden lang kondensiert, bis keine weitere Absenkung der Säurezahl zu beobachten ist. Nach Abkühlung auf etwa 100°C und wird das Produkt als klares Filtrat erhalten.
  • Das Produkt besitzt eine Säurezahl von 0,8 und eine Iodzahl von 5,3. Die Farbe ist hellbeige. Die Farbzahl nach Gardner beträgt 2,1, diejenige nach Hazen 299.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Esters aus einer organischen Carbonylverbindung und einem Alkohol unter Durchführung einer Veresterungsreaktion in Gegenwart eines Katalysators, der eine anorganische Phosphor(I)-Verbindung sowie ein Titanat umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass (1) die organische Carbonylverbindung und die anorganische Phosphor(I)-Verbindung miteinander vermischt werden, (2) die erhaltene Mischung filtriert wird und anschließend (3) der filtrierten Mischung der Alkohol und das Titanat zugesetzt werden und die Veresterungsreaktion durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als organische Carbonylverbindung eine Carbonsäure, insbesondere eine Fettsäure mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, einsetzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als organische Carbonylverbindung eine Hydroxyfettsäure, insbesondere eine Hydroxyfettsäure mit 8 bis 22, bevorzugt 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und insbesondere 12-Hydroxystearinsäure, eingesetzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als organische Carbonylverbindung eine Polyfettsäure oder Polyhydroxyfettsäure mit einem Eigenkondensationsgrad von 2 bis 20, insbesondere 2 bis 10, eingesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkohol ein Polyol und insbesondere ein Polyalkylenglycol, bevorzugt Polyethylenglycol, Glycerin, Polyglycerin oder ein beliebiges Gemisch dieser Substanzen eingesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Titanat ein solches eingesetzt wird, welches zur Bildung von Estern mit dem eingesetzten Alkohol befähigt ist, insbesondere ein Tetraalkylorthotitanat und bevorzugt Tetraisopropyltitanat oder Tetrabutyltitanat.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Titanat in einer Menge von 0,01 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an organischer Carbonylverbindung, Alkohol und Katalysator, eingesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Phosphor(I)-Verbindung Phosphor(I)-säure oder ein Salz derselben eingesetzt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphor(I)-Verbindung in einer Menge von 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an organischer Carbonylverbindung, Alkohol und Katalysator, eingesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der organische Carbonylverbindung und anorganische Phosphor(I)-Verbindung enthaltenden Mischung vor dem Filtrationsschritt (2) eine anorganische Base, bevorzugt ein basisches Salz und insbesondere ein Carbonat, zugesetzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Base in einer Menge zugesetzt wird, die ausreicht, die Phosphor(I)-Verbindung im Wesentlichen vollständig zu neutralisieren.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Carbonylverbindung und die anorganische Phosphor(I)-Verbindung im Schritt (1) der Reaktion im Temperaturbereich von 20 bis 220°C, vorzugsweise 60 bis 180°C und besonders bevorzugt 80 bis 120°C über einen Zeitraum von wenigstens 20 Minuten durchmischt werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in der Schmelze oder in einem unpolaren, inerten organischen Lösemittel, bevorzugt einem solchen, welches mit Wasser ein Azeotrop mit Siedepunktserniedrigung bildet, durchgeführt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Veresterungsreaktion in der Schmelze bei einer Temperatur unter 240°C, insbesondere zwischen 180 und 220°C, durchgeführt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Veresterungsreaktion unter Schutzgas durchgeführt wird.
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