BR112014001388B1

BR112014001388B1 - processo de preparação de compostos acil amido c8-c22

Info

Publication number: BR112014001388B1
Application number: BR112014001388-8A
Authority: BR
Inventors: Ahtchi-Ali Badreddine; Harichian Bijan; Robert Winters John; Anthony Divone Peter; Au Van
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2019-10-29
Also published as: AR087322A1; CN103857653A; EA029306B1; CA2839047C; US20130030198A1; JP2014523919A; US8853433B2; WO2013014267A1; EP2736879A1; CA2839047A1; ZA201309450B; ES2559456T3; CN103857653B; JP5940664B2; EP2736879B2; EP2736879B1; MX2014001144A; BR112014001388A2; EA201490375A1

Abstract

processo de preparação de compostos acil amido c8-c22 é fornecido um processo de preparação de compostos acil amido c8-c22 por meio de reação em um poliol (peso molecular de 76 a 400) de interesterificação de um éster de ácido graxo com um composto amino ou seu sal. a massa de material resultante possuirá valor de escala de cor de laboratório hunter l que varia de 70 a 100.

Description

“PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSTOS ACIL AMIDO C8-C22”

Antecedentes da Invenção

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um processo de produção de tensoativos com base em acil amido graxo.

Antecedentes da Invenção [002] Sais de acil amido graxo são tensoativos desejáveis. Eles possuem boas propriedades de solubilidade em água, detergência e formação de espuma. Mais especialmente, eles são suaves para a pele. Infelizmente, a quantidade e extensão do seu uso é limitada porque sua produção é cara.

[003] O processo comercial atual e mais tradicional para sais carboxílicos de acil amido graxo é encontrado na Patente Norte-Americana n° 6.703.517 (Hattori et al). A síntese é atingida por meio de reação do aminoácido com derivados de ácido graxo ativados, especialmente cloretos de acila graxos. O processo necessita de um equivalente molar de álcali para remover o subproduto cloreto de hidrogênio da reação. Existem questões evidentes de descarte de resíduos com os subprodutos e o custo adicional de cloreto não é totalmente recuperável.

[004] A Patente Norte-Americana 7.439.388 B2 (Harichian et al) descreve um processo no qual álcool de amido primário é oxidado em um ácido amido carboxílico correspondente em alto rendimento. É ilustrativa a conversão de cocomonoetanolamida em N-cocoilglicina, mediada pelo uso de um catalisador de nitróxido obstruído.

[005] WO 2008/019807 A1 (Clariant International Ltd.) descreve um processo de preparação de glicinatos de acila por meio da oxidação de monoetanolamidas de ácido graxo utilizando um catalisador metálico de grupo de transição, particularmente catalisador com nanodimensões de ouro sobre dióxido de titânio.

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2/18 [006] Esterificação direta e interesterificação são processos que também foram pesquisados anteriormente. O Pedido de Patente NorteAmericano publicado n° 2006/0239952 A1 (Hattori) descreve uma reação entre um aminoácido neutro e um ácido graxo de cadeia longa catalisada por uma substância alcalina tal como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio. A reação entre glicina e ácido láurico, por exemplo, gera os produtos acilados lauroilglicina e lauroilglicilglicina. Subprodutos significativos incluem as formas não aciladas tais como glicilglicina e glicildicetopiperazina, bem como glicina não reagida. Afirma-se que a reação é altamente eficiente (rendimento das formas aciladas), mas isso resulta porque a razão entre material de partida ácido láurico e glicina é extremamente alta.

[007] GB 1.337.782 (Rohm Gmbh) descreve um processo de interesterificação para preparação de sais de ácidos N-acilaminocarboxílicos. Ácido carboxílico ou uma de suas amidas reage com um ácido aminocarboxílico que contém pelo menos três átomos de carbono, em que a reação é realizada na presença de pelo menos uma quantidade estequiométrica (com base no ácido aminocarboxílico) de cátions formadores de sais. Dentre os ácidos aminocarboxílicos, afirmou-se que apenas glicina é inutilizável porque o processo resultou em formação de resina considerável. Afirmou-se, entretanto, que homólogos superiores de glicina reagem bem; estes incluíram alanina, beta-alanina, sarcosina, valina, leucina, fenil glicina e fenil alanina. Afirmou-se que solventes, tais como água ou solventes orgânicos como dimetilformamida, são necessários.

[008] DE 44 08 957 A1 (BASF AG) relata a preparação de ácidos N-acil aminocarboxílicos por meio da reação de uma suspensão de sais de metais alcalinos anidros sólidos de ácidos aminocarboxílicos e um éster ou ácido carboxílico apropriado. São adicionadas quantidades catalíticas de base forte à suspensão para promover a reação. É ilustrativa a reação de

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3/18 quantidades equimolares de ácido láurico e sarcosina de sódio anidra aquecidas em conjunto e fundidas a 200 °C na presença de um equivalente molar de hidróxido de sódio. Embora os rendimentos sejam altos, o produto resultante possui alta coloração.

[009] O Pedido de Patente Japonês 57/058.653 (Ota) relata um processo de produção de um N-acilaminoácido por meio da reação do aminoácido correspondente com um éster. Ésteres ilustrativos incluem laurato de metila, estearato de metila e ésteres de glicerídeos de ácidos graxos, tais como triacetina, trilaurina e triestearina. Embora se afirme que nem sempre é necessário um solvente, todos os exemplos utilizam solventes polares tais como acetonitrila, sulfóxido de dimetila ou N,N-dimetilformamida.

[010] US-B-5646318 descreve um processo de produção de hidroxialquilamida que compreende a reação de alquil éster e alcanolamina na presença de catalisador para fornecer uma mistura de reação que contém um produto de hidroxialquilamida e um subproduto de álcool com baixo ponto de ebulição.

[011] US-B-5723673 descreve a reação de aminas N-alquil póli-hidróxi que possuem Cor Gardner de menos de 1 com fontes de grupos acila graxos tais como ésteres metila e anidridos que possuem mais de 98% de transmissão a 460 nm em solventes hidróxi orgânicos tais como metanol para produzir amidas de N-alquil póli-hidróxi amina com boa coloração.

[012] US-B-5194639 descreve a produção de materiais de amida de ácido graxo póli-hidróxi a partir de reagentes tais como N-metilglucomina e ésteres de ácidos graxos na presença de solventes hidróxi.

[013] The Preparation and Properties of Surface-Active NAcylamino-Methansulfonates, Falk et al, Journal of the American Oil Chemists’ Society, Vol. 35, n° 4, abril de 1958, descreve a pesquisa e otimização de

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4/18 condições de preparação de ácido aminometanossulfônico e vários de seus derivados N-alquila inferiores e superiores.

[014] Nenhum dos processos conhecidos de esterificação ou interesterificação é utilizado sem desvantagens. Muitos necessitam de temperaturas relativamente altas e/ou álcalis fortes para o progresso da reação. Estas condições promovem reações laterais dos aminoácidos com si próprios, em vez de com o reagente acilante graxo. Essas reações concorrentes desperdiçam reagente inicial de aminoácido, que é caro, e necessitam de etapas de limpeza por remoção. Os rendimentos também são prejudicados. Além disso, as condições necessárias de reação no estado da técnica são muito severas para os aminoácidos mais simples.

Descrição Resumida da Invenção [015] É fornecido um processo de preparação de compostos acil amido C8-C22 que inclui:

i. reação de um composto amino ou seu sal que possui a estrutura (I) com um éster de ácido graxo em um meio que é um poliol com peso molecular que varia de 76 a 300;

R³ r₂ — NH-- C -- R⁴ ^r5 (I) em que R² é hidrogênio, CH2COOX ou um radical alquila C1-C5; R³ é hidrogênio; R⁴ é selecionado a partir do grupo que consiste de (CH2)mCO2X, (CH2)mSO3X, CH2NR²(CH2)mOH e radicais glucosila; R⁵ é selecionado a partir do grupo que consiste de hidrogênio, hidroxifenila, hidroxialquila C1-C6, alquila C1-C10, benzila, hidroxibenzila, alquilcarbamido,

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5/18 tioalquila e radicais carboxílicos; X é selecionado a partir de hidrogênio, íons metálicos, sais de amina e radicais alquila C1-C4; e m varia de 0 a 6; e ii. aquecimento de reagentes da etapa (i) para formar os compostos acil amido C8-C22 que possuem uma estrutura (II) e recuperação da massa resultante do processo;

O

'2 R

R^{2 R} (II) em que R é um radical alquila C7-C21 saturado ou insaturado fornecido pelo éster de ácido graxo; e a massa resultante possui valor de Escala de Cor de Laboratório Hunter L que varia de 70 a 100.

Descrição Detalhada da Invenção [016] Uma reação de interesterificação relativamente suave atingiu agora bons rendimentos de ácidos sulfônicos ou carboxílicos livres de acil amido C8-C22 ou seus sais. Um elemento importante para atingir o produto é o uso de polióis com baixo peso molecular como meio de reação.

[017] Convenientemente, o meio de reação pode ser substancialmente livre de água. Por substancialmente livre de água, indicase quantidades de 0 a 10%, preferencialmente, de 0 a 5%, de maior preferência de 0 a 3%, de preferência ainda maior de 0 a 1% e, especialmente, de 0,05 a 1% em peso de água. Água de hidratação (tal como a encontrada associada ao mono-hidrato de ácido amino carboxílico ou sulfônico) não é considerada contando como parte da água presente no meio de reação.

[018] A mistura de reação deverá desejavelmente possuir pKa a 25 °C que varia de 9,5 a 13 e, preferencialmente, de 10,5 a 11,5.

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6/18 [019] Um primeiro reagente é o de um composto amino ou seu sal ou aminoácido. Sais apropriados incluem sais de sódio e de potássio, especialmente dos aminoácidos. O reagente pode encontrar-se em forma anidra ou hidratada.

[020] Os compostos amino apropriados ou seus sais são os selecionados a partir do grupo que consiste de alanina, valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, triptofano, metionina, prolina, ácido aspártico, ácido glutamínico, glicina, serina, treonina, cisteína, tirosina, asparaginas, glutamina, lisina, arginina, histidina, sarcosina, n-metilglucamina, glucamina e taurina. São particularmente preferidas glicina, sarcosina, taurina, N-metilglucamina e glucamina.

[021] Um segundo reagente é um éster de ácido graxo. A expressão “ácido graxo” é definida no presente como um radical carboxílico com oito a 22 carbonos que contém material que pode ser saturado, insaturado, ramificado, não ramificado ou uma de suas combinações.

[022] Diversos ésteres de ácidos graxos podem ser apropriados como correagentes. São de preferência superior os ésteres alquila C1-C3 de um ácido graxo C8-C22. São ilustrativos laurato de metila, oleato de metila, linoleato de metila, miristato de metila, estearato de metila, palmitato de metila, laurato de etila, oleato de etila, linoleato de etila, miristato de etila, estearato de etila, palmitato de etila, laurato de n-propila, oleato de n-propila, linoleato de npropila, laurato de isopropila, oleato de isopropila, linoleato de isopropila, miristato de isopropila, estearato de isopropila, palmitato de isopropila e suas misturas. É particularmente apropriado cocoato de metila.

[023] Os ésteres alquila C1-C3 de ácidos graxos C8-C22 podem ser gerados a partir de triglicerídeos por meio de hidrólise com um alcanol C1C3 correspondente. Metanol é mais apropriado como o alcanol. Entre os triglicerídeos úteis mas não exclusivos, encontram-se óleo de coco, óleo de

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7/18 milho, óleo de semente de palma, óleo de palma, óleo de soja, óleo de semente de girassol, óleo de semente de algodão, óleo de colza, óleo de canola, óleo de rícino e suas misturas. Óleo de coco é de preferência superior.

[024] Ésteres de ácido graxo alternativos apropriados como correagentes no processo de acordo com a presente invenção são ésteres de glicerídeos. Estes glicerídeos podem ser selecionados a partir de monoglicerídeos, diglicerídeos, triglicerídeos e suas misturas. Monoglicerídeos ilustrativos são laurato de monoglicerila, oleato de monoglicerila, linoleato de monoglicerila, miristato de monoglicerila, estearato de monoglicerila, palmitato de monoglicerila, cocoato de monoglicerila e suas misturas. Diglicerídeos ilustrativos incluem dilaurato de glicerila, dioleato de glicerila, dilinoleato de glicerila, dimiristato de glicerila, diestearato de glicerila, di-isoestearato de glicerila, dipalmitato de glicerila, cocoato de glicerila, monomiristato monolaurato de glicerila, monolaurato monopalmitato de glicerila e suas misturas. Triglicerídeos ilustrativos, mas não limitadores incluem óleos e gorduras tais como óleo de coco, óleo de milho, óleo de semente de palma, óleo de palma, óleo de soja, óleo de semente de algodão, óleo de colza, óleo de canola, óleo de semente de girassol, óleo de gergelim, óleo de arroz, óleo de oliva, sebo, óleo de rícino e suas misturas. Óleo de coco é de preferência superior. O uso de mono, di e triglicerídeos como correagente possui vantagem sobre os ésteres alquila C1-C3 de ácidos graxos C8-C22. Estes últimos geralmente são elaborados a partir da decomposição de triglicerídeos. A conversão dos triglicerídeos agrega uma etapa adicional ao processo. Uma desvantagem do uso dos mono, di e triglicerídeos como correagentes de partida são os rendimentos bons mas levemente menores de produto glicinato de acila resultante.

[025] Esquematicamente, o processo de preparação de ácidos acil amido C8-C22 carboxílicos ou sulfônicos ou seus sais com um alquil éster

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C1-C3 de um ácido graxo C8-C22 (a seguir, o “processo de monoéster”) corresponde ao esquema de reação a seguir (que inclui opcionalmente um precursor de triglicerídeo para fins ilustrativos):

R³

I

R₂ — NH-- C -- R4

R⁵

Glycerol

O

+ R'OH

R'OH

Glycerol

CH₂OC(O)R

CHOC(O)R

CH₂OC(O)R em que R é um radical alquila C7-C21 saturado ou insaturado; R¹ é alquila C1-C4; R² é hidrogênio, CH2COOX ou um radical alquila C1-C5; R³ é hidrogênio; R⁴ é selecionado a partir do grupo que consiste de (CH2)mCO2X, (CH2)mSO3X, CH2NR²(CH2)mOH e radicais glucosila; R⁵ é selecionado a partir do grupo que consiste de hidrogênio, hidroxifenila, hidroxialquila C1-C6, alquila C1-C10, benzila, hidroxibenzila, alquilcarbamido, tioalquila e radicais carboxílicos; X é selecionado a partir de hidrogênio, ions metálicos, sais de amina e radicais alquila C1-C4; e m varia de 0 a 6.

[026] Esquematicamente, o processo de preparação de ácidos acil amido C8-C22 carboxílicos ou sulfônicos ou seus sais diretamente com um triglicerídeo como correagente corresponde ao esquema de reação a seguir:

CH₂OC(O)R

CHOC(O)R'' ^{+ R}2

CH2OC(O)R'''

NH

R³

R⁴

O

Glycerol

R³

CH₂OH

CHOC(O)R''

R⁵

R N ---- C ----R⁴

CH2OC(O)R'''

R²

R⁵

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9/18 em que R é um radical alquila C7-C21 saturado ou insaturado; R” e R’’’ são selecionados independentemente a partir de radicais C7-C21 que podem ser idênticos ou diferentes, hidrogênio e suas misturas; R² é hidrogênio, CH2COOX ou um radical alquila C1-C5; R3 é hidrogênio; R4 é selecionado a partir do grupo que consiste de (CH2)mCO2X, (CH2)mSO3X, CH2NR²(CH2)mOH e radicais glucosila; R⁵ é selecionado a partir do grupo que consiste de hidrogênio, hidroxifenila, hidroxialquila C1-C6, alquila C1C10, benzila, hidroxibenzila, alquilcarbamido, tioalquila e radicais carboxílicos; X é selecionado a partir de hidrogênio, ions metálicos, sais de amina e radicais alquila C1-C4; e m varia de 0 a 6.

[027] Sais dos produtos de ácido amido carboxílico ou sulfônico do processo podem conter qualquer tipo de contraíon catiônico, mas são preferencialmente selecionados a partir de cátions de sódio, potássio ou misturados. É particularmente apropriado como grupo R¹ um radical metila.

[028] Uma vantagem do presente processo sobre o processo de haleto de acila de Schotten-Bauman tradicional é o fato de que ésteres graxos insaturados tais como ésteres de oleíla e linoleíla podem ser tolerados. Esses ácidos insaturados não sofrem decomposição nem geram corpos de coloração, como acontece nas reações do estado da técnica. São produzidos muito poucos subprodutos no processo. Quando glicina é o reagente, por exemplo, não encontramos evidência de glicilglicina ou glicildicetopiperazina. Também não houve nenhum fluxo de resíduo. Como é comprovado pelo esquema de reação acima, quando glicerol é o poliol, o glicerol liberado pelo triglicerídeo pode ser utilizado como meio de reação. O álcool (tal como metanol) que é destilado da reação principal pode ser retroalimentado para a reação de hidrólise de triglicerídeos para formar novo éster de ácido graxo metila.

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10/18 [029] Quantidades molares relativas de composto amino ou seu sal em éster de ácido graxo podem variar de cerca de 3:1 a cerca de 1:3, preferencialmente cerca de 2:1 a cerca de 1:1, de maior preferência de 1,3:1 a 1,05:1.

[030] Polióis com peso molecular que varia de 76 a 300, preferencialmente de 90 a 200, serão o meio de reação. A razão molar relativa entre poliol e o composto amino ou seu sal pode variar de cerca de 8:1 a cerca de 1:1, preferencialmente cerca de 6:1 a cerca de 1:1 e, de maior preferência, de cerca de 2:1 a 1:1.

[031] São de preferência superior como o poliol glicerol, propileno glicol e suas misturas. Geralmente, a quantidade total de poliol variará de 50 a 100%, preferencialmente de 80 a 100% e, idealmente, de a 100% em peso do meio.

[032] As condições de temperatura para a reação podem variar de cerca de 50 °C a cerca de 150 °C, preferencialmente cerca de 80 °C a cerca de 140 °C e, idealmente, cerca de 110 °C a cerca de 130 °C.

[033] Catalisadores que contêm sais de metais básicos estão presentes de forma útil para aumentar as velocidades de reação e os níveis de conversão. São particularmente úteis hidróxidos, fosfatos, sulfatos e óxidos que contêm metais alcalinos e alcalino-terrosos, incluindo óxido de cálcio, óxido de magnésio, óxido de bário, óxido de sódio, óxido de potássio, hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio, fosfato de cálcio, fosfato de magnésio e suas misturas. São mais apropriados óxido de cálcio e óxido de magnésio, em que o primeiro é preferido. As quantidades do catalisador de sal de metal básico podem variar de cerca de 1 a cerca de 20%, preferencialmente cerca de 1 a cerca de 10% e, de maior preferência, cerca de 1,5 a 5% em peso de composto amino inicial presente na reação.

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11/18 [034] Compostos tampão podem também, em algumas realizações, possuir utilidade para aumentar as conversões e tempos de reação de acordo com a presente invenção. Tampões apropriados incluem fosfato trissódico, hidrogênio fosfato dissódico, citrato de sódio, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, borato de sódio e suas misturas. É particularmente útil fosfato trissódico. As quantidades do tampão podem variar de cerca de 1 a cerca de 30% em peso do composto amino ou seu sal presente na reação. Preferencialmente, a quantidade é de cerca de 5% a cerca de 15% em peso do composto amino inicial ou seu sal presente na reação.

[035] Convenientemente, a destilação do alcanol (tal como metanol) no processo de monoéster pode ser realizada sob condições de pressão atmosférica, bem como reduzida.

[036] Os produtos de reação, para muitos propósitos, não necessitam ser isolados. Poliol, por exemplo, pode não necessitar ser separado quando os compostos acil amido destinarem-se a produtos de higiene pessoal, tais como lavagens corporais, sabonetes, xampus ou mesmo loções. Alguns polióis, particularmente glicerol e propileno glicol, são úteis nesses produtos como umectantes. Em circunstâncias em que glicerol ou propileno glicol, materiais de partida não reagidos ou subprodutos menores são indesejáveis, a mistura de reação resultante pode ser adicionalmente processada. A mistura pode ser tratada, por exemplo, com etanol, que precipita o sal acil amido carboxílico ou sulfônico ou com acidificação a forma de ácido livre, mas retém poliol e materiais de partida não reagidos solubilizados no etanol. Mediante separação do produto de sal e ácido acil amido carboxílico ou sulfônico, os materiais de partida não reagidos e poliol podem ser reciclados para reação adicional por meio de evaporação (tal como destilação) do etanol.

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12/18 [037] Subprodutos coloridos normalmente gerados em processos anteriormente conhecidos em sais acil amido carboxílicos ou sulfônicos são evitados por meio do processo do presente. Estabeleceu-se a confirmação da ausência de substâncias coloridas, tal como em que glicina é um reagente, qualquer glicilglicina e glicildicetopiperazina por meio de procedimentos analíticos de cromatografia e/ou espectroscopia de massa. Ainda assim, talvez o melhor indicador da natureza limpa de produtos formados no processo seja a falta visual de coloração escura (tal como a ausência de castanho, marrom ou mesmo verde/azul, até então evidentes por meio de outros processos de formação de glicinato). Em seguida à etapa de aquecimento (ii), a massa líquida quente de produto de reação que contém produto de sal/ácido acil amido carboxílico ou sulfônico e poliol é removida do reator e forma um semissólido. A cor dessa massa é avaliada pela Escala de Cor de Laboratório Hunter. A massa resultante da reação pode variar de coloração de branco para levemente esbranquiçado. Na escala Hunter, o parâmetro principal será o valor L, que é uma medida de reflexão do brilho. L deverá variar de 70 a 100, preferencialmente de 75 a 100, idealmente de 90 a 100. Desejavelmente, o valor b pode também ser considerado. “b” pode variar de 0 a 20, preferencialmente de 0 a 15 e, idealmente, de 0 a 3. É de menor impacto o valor “a”, que pode variar de -2 a 8, preferencialmente de -1 a 5 e, idealmente, de 0 a 4. Os valores de acordo com a presente invenção foram estabelecidos por meio de comparação da cor da massa resultante da reação (ao final do processo) com um Conversor de Medidas de Cores disponível online em http://www.colorpro.com/info/tools/convert.htm.

[038] Todos os documentos indicados no presente, incluindo todas as patentes, pedidos de patente e publicações impressas, são

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13/18 integralmente incorporados ao presente relatório descritivo como referência.

[039] A expressão “que compreende” não se destina a limitar se a nenhum elemento indicado a seguir, mas sim a englobar elementos não especificados de maior ou menor importância funcional. Em outras palavras, as etapas, elementos ou opções relacionadas não necessitam ser exaustivas. Sempre que forem utilizadas as expressões “que inclui” ou “que possui”, estas expressões destinam -se a ser equivalentes a “que compreende”, conforme definido acima.

[040] Exceto nos exemplos operativos e comparativos ou quando indicado explicitamente em contrário, todos os números no presente relatório descritivo que indicam quantidades de material devem ser compreendidos como modificados pela expressão “cerca de”.

[041] Dever-se-á observar que, ao especificar qualquer faixa de concentração ou quantidade, qualquer concentração superior específica pode ser associada a qualquer concentração ou quantidade inferior específica.

[042] Os exemplos a seguir ilustrarão mais completamente as realizações da presente invenção. Todas as partes, percentuais e proporções indicadas no presente e nas reivindicações anexas são em peso, a menos que ilustrado em contrário.

Exemplo 1 [043] Glicinato de cocoíla por meio do processo de monoéster:

Foi utilizado um recipiente de reator de vidro de 250 ml com três gargalos para conduzir uma série de experimentos comparativos. Um gargalo central foi equipado com uma vara de agitação com lâmina de Teflon® em uma extremidade e um motor para girar a vara em uma

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14/18 segunda extremidade. Um segundo gargalo do reator foi equipado com um condensador resfriado a água que conduz a um sifão Dean-Stark para coleta de metanol gerado na reação de interesterificação. O terceiro gargalo foi equipado com um termômetro fixado a um dispositivo de controle da temperatura. O reator foi aquecido externamente em uma manta de aquecimento glas-col. No experimento 1, o reator foi carregado com 25 g de glicerol, 0,41 g de óxido de cálcio, 17,5 g de glicina de sódio e 39 g de cocoil metil éster. Inicialmente, duas fases estavam presentes no reator. Os reagentes foram aquecidos em seguida a 120 °C por duas horas sob agitação constante e nitrogênio seco. O conteúdo do reator foi resfriado em seguida até um ponto pouco acima da solidificação e removido do reator. A massa resultante foi uma pasta com coloração branca. Análise por meio de cromatografia de líquidos revelou rendimento de cerca de 87% (com base na glicina inicial) de cocoil glicinato de sódio.

[044] A massa resultante continha 50,3% de cocoil glicinato de sódio, 7,2% de ácidos graxos C8-C18, 34,1% de glicerol, 1,6% de glicina, menos de 1,0% de cocoato de metila e o restante de óxido de cálcio e outros materiais menores.

[045] Por meio de análise de cromatografia de líquidos e espectrometria de massa, demonstrou-se que o cocoil glicinato de sódio contém a distribuição de comprimento de cadeia de ácidos graxos a seguir com base em quantidades percentuais na massa resultante total: 5,0% C8, 3,8% C10, 27,4% C12, 9,7% C14, 4,5% C16 e 6,9% C18. O glicinato C18 foi uma mistura de isômeros esteáricos, oleicos e linoleicos. Os compostos C18 insaturados sobreviveram às condições de reação ao contrário da sua ausência sob condições do processo de cloreto de acila alternado.

[046] Diversos experimentos adicionais foram conduzidos para avaliar a importância de catalisador, tampão, tempos e temperaturas

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15/18 de reação. Estes experimentos encontram-se registrados na Tabela I. Os reagentes e condições são idênticos ao experimento 1, exceto quando indicado em contrário por meio de notas de rodapé na Tabela I.

Tabela I

Experimento n°	Glicero l	Óxido de cálcio	Tampão	Mistura de reação pKa	Tempo de reação (horas)	Rend. (%)	Temp. (°C)	Escala de Cor de Laboratório Hunter L a b
1	Sim	Sim	Não	9,6	2	87	120	95,28	0,56	12,98
2	Sim	Sim	Sim¹	9,6	2	95+	120	93,12	-0,52	2,41
3	Sim	Sim²	Não	9,6	2	95+	120	93,12	-0,52	2,41
4	Sim	Não	Não	9,6	4-5	40-50	120-140	95,28	0,56	12,98
5	Não	Não	Não	9,6	5	<10	110-150	46,2	9,21	33,05
6	Não	Sim	Não	9,6	2	<5	120	46,2	9,21	33,05
7	Não	Sim	Sim	9,6	2	<5	120	46,2	9,21	33,05
8	Sim	Sim³	Sim	9,6	2	75	120	93,12	-0,52	2,41
9	Sim	Sim⁴	Sim	9,6	2	30-50	110-120	93,53	-0,12	6,07
10	Sim	Sim	Não	10,2	5	84	120	93,12	-0,52	2,41
11	Sim	Sim	Sim⁶	8,9	5	94	120	93,12	-0,52	2,41
12	Sim	Sim	Sim	9,74	2	89	120	93,12	-0,52	2,41
13	Sim	Sim	Sim	7,6	2	0	120	68,93	12,44	36,72
14	Sim	Sim	Sim	7,7	2	0	120	69,00	12,50	37,00
15	Sim	Sim	Sim	8,9	2	0	120	69,10	12,60	37,01

¹ Fosfato trissódico a 1,5 g; ² CaO dobrado a 0,82 g; ³ substituição de óxido de magnésio por óxido de cálcio a 0,41 g.

⁴ Substituição de óxido de zinco por óxido de cálcio a 0,41 g; ⁵ propileno glicol substituiu glicerol a 25 g; ⁶ fosfato trissódico dobrou para 3,0 g.

[047] O Experimento 4 na Tabela I demonstra que a ausência de rendimentos de óxido de cálcio é reduzida para uma faixa de 40 a 50%. O

Experimento 5 demonstra que, na ausência de glicerol, muito pouco cocoil glicinato de sódio é formado. Resultados similares são observados nos experimentos 6 e 7, nos quais apenas catalisador está presente para influenciar a reação. A partir desses experimentos, fica claro que o meio é o aspecto crucial para dirigir boas conversões. Glicerol é melhor e propileno glicol é o segundo melhor, mas também útil.

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16/18 [048] Os experimentos 13 a 15 demonstram que as reações conduzidas sob pKa substancialmente menor que 9,5 não resultam em nenhum produto de glicinato. Foram observados rendimentos zero sob pKa de 7,6, 7,7 e 8,9.

Exemplo 2 [049] Diversos meios de reação diferentes foram avaliados. Os experimentos foram conduzidos com reagentes e condições idênticos ao experimento 1, exceto quando indicado em contrário por meio de notas de rodapé na Tabela II.

Tabela II

Experimento n°	Meio⁷	Óxido de cálcio	Tampão	Mistura de reação pKa	Tempo de reação (horas)	Temp. (°C)	Rend. (%)	Escala de Cor de Laboratório Hunter L a b
16	Metanol	Sim⁸	Não	9,6	2	120	<5	93,39	2,01	24,30
17	Etanol	Sim	Sim	9,6	4-5	80	<5	93,39	2,01	24,30
18	Álcool isopropílico	Sim	Sim	9,6	5	90	<5	93,39	2,01	24,30
19	Tolueno	Não	Não	9,6	5	110	<5	93,39	2,01	24,30
20	Álcool isoamílico	Não	Sim⁹	9,6	5	120	<5	93,39	2,01	24,30
21	Água	Sim	Não	9,6	3	100	<5	68,93	12,44	36,72

⁷ A quantidade do meio foi de 100 g.

⁸ CaO dobrou para 0,82 g.

⁹ Fosfato trissódico dobrou para 3,0 g.

[050] Com base nos resultados relatados na Tabela II, fica evidente que metanol, etanol, álcool isopropílico, tolueno e álcool isoamílico foram ineficazes para fornecer qualquer conversão razoável de reagentes em cocoil glicinato de sódio. Somente glicerol e, até um ponto menor, propileno glicol foram eficazes para dirigir as reações para altas conversões.

Exemplo 3 [051] Diversos experimentos foram conduzidos para avaliar se aminoácidos diferentes de glicina, ácidos amino sulfônicos e glucosil aminas

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17/18 também seriam reativos no processo. Os experimentos foram conduzidos com reagentes e condições idênticos ao experimento 1, exceto pela substituição de glicina por sarcosina, taurina ou N-metilglucamina. Qualquer alteração adicional é indicada como nota de rodapé na Tabela III.

Tabela III

Experimento n°	Reagente amino	Glicerol	Óxido de cálcio	Tampão	Mistura de reação pKa	Tempo de reação (horas)	Rend. (%)	Temp. (°C)	Escala de Cor de Laboratório Hunter L a b
22	Sarcosina	Sim	Sim	Sim	9,6	2	55-65	120	76,75	5,24	53,64
23	Taurina	Sim	Sim	Sim¹	9,7	2	95+	120	93,3	0,12	6,07
24	N- metilglucamina	Sim	Sim	Sim	9,6	2	92	120	92,14	4,4	32,75

¹ Fosfato trissódico a 1,5 g.

[052] Os experimentos 22 e 23 produziram, respectivamente, bons rendimentos de cocoilsarcosinato de sódio e cocoiltaurato de sódio. Amidas de N-metil glucamina também foram fornecidas em bons rendimentos conforme detalhado no Experimento 24.

Exemplo 4 [053] Cocoil glicinato via triglicerídeos:

Foi utilizado um recipiente de reator de vidro de 250 ml com três gargalos para conduzir uma série de experimentos comparativos. Um gargalo central foi equipado com uma vara de agitação com lâmina de Teflon® em uma extremidade e um motor para girar a vara em uma segunda extremidade. Um segundo gargalo do reator foi equipado com um condensador resfriado a água que conduz a um sifão Dean-Stark para coleta de destilados gerados na reação de interesterificação. O terceiro gargalo foi equipado com um termômetro fixado a um dispositivo de controle da temperatura. O reator foi aquecido externamente em uma manta de aquecimento glas-col. No experimento 1, o reator foi carregado com 25 g de glicerol, 17,5 g de Na glicina, 0,41 g de óxido de cálcio, 3 g de fosfato de sódio (tampão) e 41,2 g de óleo de

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18/18 coco. Inicialmente, duas fases estavam presentes no reator. Os reagentes foram aquecidos em seguida a 130 °C por duas horas sob agitação constante. O conteúdo do reator foi resfriado em seguida até um ponto pouco acima da solidificação e removido do reator. A massa resultante foi uma pasta com coloração branca.

[054] Análise por meio de cromatografia de líquidos revelou rendimento de cerca de 92.7% (com base na glicina inicial) de cocoil glicinato de sódio. Este experimento é identificado como número 25 na Tabela IV. Os experimentos 26 a 28 foram conduzidos com reagentes e condições idênticos ao experimento 25, exceto quando indicado em contrário na tabela.

Tabela IV

Experimento n°	Glicerol	Óxido de cálcio	Tampão	T riglicerídeo	Mistura de reação pKa	Tempo de reação (horas)	Rend (%)	Temp. (°C)	Escala de Cor de Laboratório Hunter L a b
25	Sim	Sim	Sim	Óleo de coco	9,6	2	92,7	130	95,2 0	0,56	12,9 8
26	Sim	Sim	Sim	Óleo de coco	9,6	5	72	120	95,0 6	0,27	11,9 8
27	Sim	Sim	Não	Óleo de coco	9,6	5	91,8	120- 130	93,5 3	0,12	6,07
28	Sim	Sim	Sim	Óleo de milho	9,6	5	60	120	90,1 0	1,34	39,7 4

[055] Embora a presente invenção tenha sido descrita em detalhes com referência às suas realizações específicas, será evidente para os técnicos no assunto que podem ser realizadas diversas alterações e modificações.

Claims

1. PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSTOS ACIL

AMIDO C8-C22, caracterizado por compreender:

(i) reação de um composto amino ou seu sal que possui a estrutura (I) com um éster de ácido graxo em um meio que é um poliol com peso molecular que varia de 76 a 300;

R³

I

R₂ — NH-- C -- R⁴

I ^R5 (I) em que R² é hidrogênio, CH2COOX ou um radical alquila C1-C5; R³ é hidrogênio; R⁴ é selecionado a partir do grupo que consiste de (CH2)mCO2X, (CH2)mSO3X, CH2NR²(CH2)mOH e radicais glucosila; R⁵ é selecionado a partir do grupo que consiste de hidrogênio, hidroxifenila, hidroxialquila C1-C6, alquila C1-C10, benzila, hidroxibenzila, alquilcarbamido, tioalquila e radicais carboxílicos; X é selecionado a partir de hidrogênio, íons metálicos, sais de amina e radicais alquila C1-C4; e m varia de 0 a 6; e (ii) aquecimento de reagentes da etapa (i) na presença de um catalisador que contém sal de metal básico selecionado a partir do grupo que consiste de hidróxidos, fosfatos, sulfatos e óxidos que contêm metais alcalinos e alcalinos terrosos para formar os compostos acil amido C8-C22 que possuem uma estrutura (II) e recuperação de uma massa resultante do processo; O

_R N ----C ---R⁴

R^{2 r5} (II) em que R é um radical alquila C7-C21 saturado ou insaturado fornecido pelo éster de ácido graxo; e a massa resultante possui valor de

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Escala de Cor de Laboratório Hunter L que varia de 70 a 100 em que o composto amino é selecionado a partir do grupo que consiste de glicina, sarcosina e taurina.

2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo éster de ácido graxo ser um alquil éster C1-C3 de um ácido graxo C8-C22 ou um éster de glicerídeo selecionado a partir de mono, di ou triglicerídeo.

3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo éster de ácido graxo ser um alquil éster C1-C3 de um ácido graxo C8-C22 selecionado a partir do grupo que consiste de laurato de metila, oleato de metila, linoleato de metila, miristato de metila, estearato de metila, palmitato de metila, laurato de etila, oleato de etila, linoleato de etila, miristato de etila, estearato de etila, palmitato de etila, laurato de n-propila, oleato de npropila, linoleato de n-propila, laurato de isopropila, oleato de isopropila, linoleato de isopropila, miristato de isopropila, estearato de isopropila, palmitato de isopropila e suas misturas.

4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo éster de ácido graxo ser um triglicerídeo selecionado a partir do grupo que consiste de óleo de coco, óleo de milho, óleo de semente de palma, óleo de palma, óleo de soja, óleo de semente de algodão, óleo de colza, óleo de canola, óleo de semente de girassol, óleo de gergelim, óleo de arroz, óleo de oliva, sebo, óleo de rícino e suas misturas.

5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo meio ser glicerol.

6. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo catalisador que contém sal de metal básico ser selecionado a partir do grupo que consiste de hidróxidos, fosfatos, sulfatos e óxidos que contêm metais alcalinos terrosos.

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7. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo catalisador que contém sal de metal básico ser selecionado a partir do grupo que consiste de óxido de cálcio, óxido de magnésio, óxido de bário, óxido de sódio, óxido de potássio, hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio, fosfato de cálcio, fosfato de magnésio e suas misturas.

8. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo catalisador que contém sal de metal básico ser óxido de cálcio.

9. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo meio e o composto amino ou seu sal estar presente em uma razão molar relativa que varia de 8:1 a 1:1.

10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo meio e o composto amino ou seu sal estar presente em uma razão molar relativa que varia de 6:1 a 1:1.

11. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela razão molar entre o composto amino ou seu sal e o éster variar de 3:1 a 1:3.

12. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela razão molar entre o composto amino ou seu sal e o éster variar de 1,3:1 a 1,05:1.

13. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser conduzido sob temperatura que varia de 50 °C a 150 °C.

14. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser conduzido sob temperatura que varia de 80 °C a 140 °C.

15. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo catalisador que contém sal de metal básico estar presente em quantidade de 1 a 20% em peso do composto amino ou seu sal.

16. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1,

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ΑΙΑ caracterizado por compreender adicionalmente de 0 a 10% de água.

17. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda de 0 a 1% de água.