DE1518251C - Verfahren zur Herstellung von Saccharo seestern von Fettsauren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Saccharoseestern von Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen durch Umesterung von Saccharose mit einem niedermolekularen Alkylester einer Fettsäure bei erhöhter Temperatur in einem heterogenen System-, das ein inertes Lösungsmittel enthält.

Gemäß den britischen Patentschriften 809 815 und 826 801 erfolgt die Herstellung von Saccharoseestern von Fettsäuren durch Umesterung von niederen Alkylestern der Fettsäure mit Saccharose in einem polaren Lösungsmittel. Das Molverhältnis von Fettsäurealkyl- ■ ester zu Zucker beträgt hierbei etwa 3:1 und mehr. Als Katalysatoren werden vor allem alkalische Verbindungen, insbesondere Kaliumcarbonat, verwendet. Nach Beendigung der Umesterung wird der überwiegende Teil des Lösungsmittels im Vakuum entfernt. Anschließend muß ein anderes geeignetes Lösungsmittel zugegeben werden, um eine Zersetzung der Zuckerester durch zu langes Erwärmen zu verhindern, und den überschüssigen Zucker auszufällen. Die dann ao erhaltene Lösung des Zuckeresters muß noch gewaschen werden, und nach Abdampfen des Extrak-, tionsmittels bleibt der Zuckerester in reiner Form zurück. Diese bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sie außerordentlich kompliziert sind und as einen großen Überschuß an Saccharose sowie große Mengen des polaren Lösungsmittels erfordern. Sowohl der überschüssige Zucker als auch das Lösungsmittel müssen zurückgewonnen und wieder eingesetzt werden, wenn diese Verfahren wirtschaftlich sein sollen. Das wiederum erfordert für beide Substanzen zusätzliche Reinigungsmaßriahmen mit dem entsprechenden apparativen Aufwand.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Saccharoseestern von Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen zu schaffen, das eine besonders einfache und wirtschaftliche Umesterung von Saccharose mit einem niedermolekularen Alkylester einer Fettsäure ermöglicht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die Umesterung mit äquimolaren Mengen Saccharose und Fettsäurealkylester in einem System aus zwei flüssigen Phasen durchführt, dessen eine Phase zu Beginn der Reaktion aus einer Lösung des Fettsäurealkylesters in einem aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff besteht und dessen andere.Phase die Saccharose und gegebenenfalls den Katalysator in einem polaren Lösungsmittel, vorzugsweise Dimethylsulfoxyd oder Dimethylformamid, gelöst enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von polarem Lösungsmittel zu Kohlenwasserstoff so 0,5:1 bis 5:1, vorzugsweise 2:1 bis 2,5:1, beträgt.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden zweckmäßig die Saccharose und der Katalysator zunächst bei mäßig erhöhter Temperatur, z. B. 70 bis 90⁰C, im polaren Lösungsmittel gelöst. Anschließend wird der niedermolekulare Alkylester der Fettsäure, deren Saccharoseester erzeugt werden soll, insbesondere der Methyl- oder Äthylester, in dem flüssigen Kohlenwasserstoff gelöst, und die beiden Phasen werden unter Rühren im Vakuum bei Temperaturen zwischen etwa 40 und 18O⁰C, insbesondere zwischen etwa 80 und 90⁰C, zur Reaktion gebracht. Der Alkylester verbleibt zunächst fast vollständig in der Kohlenwasserstoffphase. Der während der Umesterung frei werdende niedere Alkohol destilliert ab und zugleich verarmt die Kohlenwasserstoff-Phase an Alkylester, da der sich bei der Umesterung bildende Saccharoseester in dem polaren Lösungsmittel besser löslich ist als in dem Kohlenwasserstoff: Nach einer Reaktionszeit von 5 bis 12 Stunden, im allgemeinen etwa 8 bis 9 Stunden, ist die Umesterung beendet und durch Erhöhung der Temperatur im Reaktionsgemisch oder des angelegten Vakuums oder durch beide Maßnahmen werden dann die beiden Lösungsmittel abdestilliert, und der erzeugte Zuckerester verbleibt im Rückstand. Durch das Verfahren gemäß der Erfindung werden im Vergleich zu den bisher bekannten Verfahren nachfolgende verfahrenstechnische und wirtschaftliche Vorteile erzielt: ■

Saccharose mit einem niedermolekularen Alkylester der Fettsäure können im Molverhältnis 1:1 eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird also nicht durch überschüssigen Zucker belastet und die Abtrennung und Reinigung des überschüssigen Zuckers entfällt. Die für die Umesterung erforderliche gesamte Lösungsmittelmenge beträgt weniger als die Hälfte der bisher üblichen Menge. Ferner kann durch die wesentlich einfachere Aufarbeitung und den Fortfall aller zusätzlichen Reinigungsverfahren die Ausbeute an Zuckerester im Vergleich zu bekannten Verfahren im Durchschnitt um etwa 10°/_o erhöht werden.

Neben den bereits erwähnten polaren Lösungsmitteln, wie Dimethylsulfoxyd oder Dimethylformamid, können bei dem Verfahren gemäß der Erfindung auch N-Methylmorpholin, Triäthylamine, Pyridin,- Chinolih, · Pyrazin, N-Methylpyrazin, N-N-Dimethylpiperazin, 2-Pyrrolidon, N-Methylpyrrolidon · eingesetzt werden. Als Lösungsmittel für die niedermolekularen Alkylester der Fettsäuren eignen sich unpolare Lösungsmittel, die zwischen 100 und 200⁰C sieden; insbesondere können aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Äthylbenzol, Benzin, Cyclohexylbenzol, Nonylbenzol und Ligroin verwendet werden. Das Gewichtsverhältnis von polarem Lösungsmittel zu dem flüssigen Kohlenwasserstoff beträgt 0,5:1 bis 5:1, vorzugsweise 2:1 bis 2,5:1.

Ausführungsbeispiele:

1. 51,5 g Saccharose (0,15 Mol) wurden mit 0,5 g Kaliumcarbonat in 120 g Dimethylsulfoxyd bei 85° C gelöst. Gleichzeitig wurde eine Lösung von 0,15 Mol 12-Hydroxystearinsäuremethylesterin 50 g Cyclohexylbenzol hergestellt und die beiden Phasen dann bei 85° C unter Vakuum 9 Stunden lang kräftig gerührt. Dann wurden die beiden Lösungsmittel unter Vakuum abdestilliert. Der Rückstand besteht aus dem Saccharojseester der 12-Hydroxystearinsäure. Die Ausbeute liegt über 95 °/₀. Das Produkt ist als solches unmittelbar als waschaktive Komponente von Waschmitteln verwendbar und senkt die Oberflächenspannung von Wasser 10° deutscher Härte auf 38 dyn/cm.

2. Ein Gemisch aus 90 g Dimethylsulfoxyd, 50 g Benzin eines Siedebereiches von 100 bis 140° C, 30 g Saccharose, 27,6 g 12-Hydroxystearinsäuremethylester und 0,5 g Kaliumcarbonat als Katalysator wird bei 85⁰C unter einem Vakuum von 100 mm Hg 9 Stunden lang kräftig gerührt. Nach Abdestillieren der Lösungsmittel bleibt Saccharose-12-Hydroxystearat mit einer Oberflächenspannung von 38 dyn/cm zurück. Die Ausbeute beträgt 96 °/₀.

Entsprechende Ausbeuten werden bei der Umesterung von Myristinsäure- oder Laurinsäuremethylester mit Saccharose erhalten.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann ganz allgemein zur Herstellung von Saccharoseestern von Fettsäuren vorteilhaft eingesetzt werden. Es hat sich als be-

sonders vorteilhaft zur Herstellung von technisch wichtigen Saccharoseester von Fettsäuren mit mindestens einer schwach hydrophilen Gruppe, wie einer Hydroxyl-, Carbonyl-, Oxim- oder Alkoxygruppe erwiesen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Saccharoseestern von Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen durch Umesterung von Saccharose mit einem niedermolekularen Alkylester einer Fettsäure bei erhöhter Temperatur in einem heterogenen System, das ein inertes Lösungsmittel enthält, dadurch gekennzeichηet, daß man die Umesterung mit äquimolaren Mengen Saccharose und Fett-. säurealkylester in einem System aus zwei flüssigen Phasen durchführt, dessen eine Phase zu Beginn der Reaktion aus einer Lösung des Fettsäurealkylesters in einem aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff besteht und dessen andere Phase die Saccharose und gegebenenfalls den Katalysator in einem polaren Lösungsmittel, vorzugsweise Dimethylsulfoxyd oder Dimethylformamid, gelöst enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von polarem Lösungsmittel zu Kohlenwasserstoff 0,5:1 bis 5:1, vorzugsweise 2:1 bis 2,5:1, beträgt.