AT233541B - Verfahren zur Herstellung von neuen Xylitestern - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von neuen Xylitestern 
Bekanntlich bilden Ester höherer Fettsäuren mit Polyalkoholen eine Klasse nichtionischer Produkte mit oberflächenaktiven Eigenschaften. Im besonderen werden sie als Emulgatoren für Öle und Fette verwendet. Diese Klasse von Produkten umfasst, z. B. Mono- und Polyester von Laurin-, Palmitin-,   Öl- und   andern Säuren mit Äthylenglykol, Glyzerin, Sorbit, Mannit und Pentaerythrit. Erlaubt die Anzahl der Kohlenstoffatome der Polyhydroxyalkoholkette und seine Molekularstruktur den Austritt eines oder mehrerer Wassermoleküle unter Bildung von Laktonringen, sind die Veresterungsprodukte partielle Es-er von Fettsäuren mit Mono- und Dianhydroderivaten der Polyhydroxyalkohole. 



   Die Erfindung bezieht sich auf   neue Ester von Fettsäuren   mit 6-30 Kohlenstoffatomen mit Xylit, einem geradkettigen Polyalkohol mit 5 Kohlenstoffatomen. Bekanntlich spaltet Xylit beim Erhitzen in Gegenwart eines sauren oder alkalischen Katalysators ein oder mehrere Wassermoleküle ab, wobei sich 1, 4-Anhydroxylit und   1. 4, 2, 5-Dianhydroxylit bilden :   
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 Hydroxylgruppen. Um Xylitester mit den interessierenden Emulgier-,   Dispergier- und Waschmitteleigen-   schaften zu erhalten, muss der hydrophile Teil des Estermoleküls die grösstmögliche Anzahl freier Hydroxylgruppen enthalten, während der lipophile, vom Fettsäurerest kommende Teil unverändert bleiben soll, so dass die innere Cyclisierung des Xylits mit grosser Sorgfalt vermieden werden muss.

   Das im folgenden beschriebene Verfahren erlaubt die Herstellung von Fettsäureestern mit Xylit, bei dem letzterer alle freien Hydroxylgruppen, die nicht mit der ausgewählten Fettsäure verestert wurden, in freiem Zustand beibehält. Dieses strukturelle Charakteristikum verleiht den erhaltenen Produkten verbesserte Eigenschaften, die sie von den bis jetzt beschriebenen, analogen Produkten unterscheiden. 



   Nach dem   erfindungsgemässenverfahren   wird 1 MolXylit mit etwa 0, 5-1 Mol   der ausgewählten Fett-   säure etwa 2 Stunden erhitzt, wobei die Temperatur 90-120  C beträgt und das Erhitzen in einer Inertgasatmosphäre, wie Stickstoff und in Gegenwart eines sauren Katalysators, ohne Lösungsmittel erfolgt. Unter diesen Bedingungen reagiert die Fettsäure mit dem Xylit, wobei nur das bei der Veresterung entstehende Wasser entfernt wird. Wird im Gegensatz dazu die Reaktionszeit auf mehr als 2 Stunden ausgedehnt, bildet sich zusätzliches Wasser durch innere Cyclisierung von Xylit. Weist im besonderen die Reaktionsmischung pro Molekül Fettsäure 2 Moleküle Xylit auf, erfolgt die   überwiegende Bildung des Monoesters   der Fettsäure mit Xylit. 

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   Ein höheres Molverhältnis von Fettsäure zu Xylit, z. B.   l : l, führt   zu stärkerer Bildung von Polyestern, wie von Di- und Triestern. Die Auswahl des sauren Katalysators für die Reaktion ist nicht kritisch und es können viele Substanzen mit guten Ergebnissen angewendet werden, wie z. B. Schwefelsäure, Phosphorsäure, Natriumbisulfat, Aluminiumsulfat, Alkyl- oder Arylsulfonsäuren oder ihre Mischungen. Besonders günstige Ergebnisse erhält man bei Anwendung von p-Toluolsulfonsäure und ihren o- und m-Isomeren. 



  Wie schon oben erwähnt, können gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren mit 6-30 Kohlenstoffatomen vor-   teilhaft   angewendet werden. 



   Produkte mit besonders wichtigen Eigenschaften erhält man bei Anwendung von Fettsäuren, wie Laurin-, Palmitin-,   Stearin- und Ölsäure.   Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie einzugrenzen. 
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 zusammengeschmolzen. Zur geschmolzenen Masse werden unter Durchleiten von Stickstoff 5 g p-Toluolsulfonsäure   (10/0   bezogen auf die reagierenden Substanzen) zugefügt. Die Temperatur wird langsam erhöht und die Destillation des Reaktionswassers beginnt bei 1120 C. Die Temperatur wird zwei Stunden auf 114-1180 C gehalten. Danach sind 18 ml Wasser   (1   Mol) abdestilliert. 



   Die gekühlte Reaktionsmasse wird mit Benzol verdünnt und der Überschuss, unlöslicher Xylit, durch Dekantieren abgetrennt. Die Benzollösung wird zur Entfernung des Katalysators mit   l% figer   Kaliumbikarbonatlösung und schliesslich mit Wasser gewaschen. Die gewaschene Lösung wird zurlrockne eingedampft, der Rückstand in heissem Äthanol gelöst und mit Aktivkohle entfärbt. Das Filtrat gibt nach dem Eindampfen 315 g eines weissen Produktes, welches aus   730/0   Xylitmonolaurat und   27%   Xylitdilaurat besteht. 



   Beispiel 2 : 256 g Palmitinsäure   (1   Mol) werden mit 304 g Xylit (2 Mole) umgesetzt. Nach dem Schmelzen der Masse (etwa 1000 C) werden 6 g p-Toluolsulfonsäure zugefügt. Die Veresterung wird wie in Beispiel 1 durchgeführt. Nach zwei Stunden erhält man 19 ml Reaktionswasser. Die Reaktionsmasse wird in Benzol gelöst, die so erhaltene Lösung zunächst mit wässeriger   10% tiger   Kaliumbikarbonatlösung und schliesslich mit Wasser, gewaschen. Nach dem Abdampfen des Benzols wird das Produkt in etwa 2   l   siedendem Äthanol gelöst, auf 25  C abgekühlt und bei dieser Temperatur zwei Stunden stehen gelassen. Die Masse wird filtriert, der getrocknete Filterkuchen (250 g) besteht aus 72,4% Xylitdipalmitat und 27,6% Xylittripalmitat.

   Nach dem Eindampfen des Filtrates zur Trockne erhält man 140 g eines wachsartigen, weissen Produktes, dass 85,2% Xylitmonopalmitat und   14, 25% Xylitdipalmitat   enthält und in Wasser dispergierbar ist. 



     Beispiel 3 :   270 g   handelsübliche   Stearinsäure   (1   Mol) werden wie schon beschrieben, mit 304 g Xylit (2 Mole) in Gegenwart von 8, 6 g p-Toluolsulfonsäure   (1, 50/0   der reagierenden Masse) umgesetzt. 
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 weissen Produktes, enthaltend   83, 72% Xylitmonostearat   und   16, 070/0   Xylitdistearat, zusammen mit 155 g eines weissen Produktes, enthaltend   71, 150/0   Xylitdistearat und   28, 730/0   Xylittristearat. 



     Beispiel 4 :   280 g   (1   Mol) Ölsäure und 304 g (2 Mole) Xylit werden wie bereits beschrieben, auf übliche Weise in Gegenwart von p-Toluolsulfonsäure umgesetzt. Nach zweistündiger Reaktion werden 19 ml Wasser erhalten. Die Reaktionsmasse wird in Benzol gelöst, bis zum   Verschwinden der freien Säure   mit 10%iger, wässeriger, Kaliumbikarbonatlösung und schliesslich mit Wasser gewaschen. Nach dem Verdampfen des Benzols werden 411 g eines hellbraunen, öligen Produktes erhalten, welches nicht kristallisiert werden kann. Das Produkt ist in Wasser dispergierbar und enthält 54,   3%   Xylitmonooleat und   45, 4%   Xylitdioleat. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von neuen Xylitestern von 6 bis 30 Kohlenstoffatome enthaltenden Fettsäuren, wobei die Ester eine grosse Anzahl von Hydroxylgruppen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass 1 Mol Xylit mit etwa   0,     5 - 1   Mol der entsprechenden Fettsäure in Gegenwart eines sauren Katalysators und in Abwesenheit von atmosphärischem   Sauerstoif, etwa zwei Stunden   auf 90-120 C erhitzt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fettsäure Stearinsäure verwendet wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fettsäure Laurinsäure verwendet wird.

   4. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass als Fettsäure Palmitinsäure verwendet wird. <Desc/Clms Page number 3>

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fettsäure Ölsäure verwendet wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator Toluolsulfonsäure verwendet wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator p-Toluolsulfonsäure verwendet wird.