BR112014001528B1

BR112014001528B1 - processo para a formação de tensoativos de acil amido graxo

Info

Publication number: BR112014001528B1
Application number: BR112014001528-7A
Authority: BR
Inventors: Harichian Bijan; Au Van
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2019-10-29
Also published as: BR112014001528A2; EA027529B1; US8981134B2; EA201490360A1; AR087323A1; EP2736877B1; US20130030199A1; WO2013014265A1; CN103946209A; CN103946209B; EP2736877A1

Abstract

composição de reagente para a formação de tensoativos de acil amido graxo trata-se uma composição de reagente para a formação de 5 tensoativos de acil amido graxo que inclui m sal de metal alcalino ou metal alcalino terroso de um composto de amino; um poliol de peso molecular que se situa na faixa a partir de 76 a 300; e não mais do que 10% de água

Description

“PROCESSO PARA A FORMAÇÃO DE TENSOATIVOS DE ACIL AMIDO GRAXO”

Campo da invenção [001] A invenção envolve composições de sais de metal alcalino ou metal alcalino terroso de aminoácidos em polióis e um método geral para o uso destas composições na preparação de tensoativos à base de acil amido graxo.

Antecedentes da Invenção [002] Os sais de acil amido graxo são tensoativos desejáveis. Têm boa solubilidade em água, boa detergência e propriedades de formação de espuma. Mais especialmente, são agradáveis para a pele. Infelizmente, a quantidade e extensão de seu uso é limitada devido ao fato de que são dispendiosos para produzir.

[003] A via comercial presente e mais tradicional para sais de acil amido carboxílico graxo é encontrada na patente sob o n^o. U.S. 6.703.517 (Hattori et al.). A síntese é alcançada por meio da reação do aminoácido com derivados de ácido graxo ativado, especialmente, cloretos de acila graxa. O processo exige um mole equivalente de base alcalina para remover o subproduto de cloreto de hidrogênio da reação. Existem problemas de eliminação de resíduos evidentes com os subprodutos e o custo adicional de cloreto não é completamente recuperável.

[004] A patente sob o n^o. U.S. 7.439.388 B2 (Harichian et al.) descreve um processo em que o álcool de amido primário é oxidado a um ácido carboxílico de amido correspondente em alto rendimento. É ilustrativa a conversão de cocomonoetanolamida a N- cocoilglicina, mediada pelo uso de um catalisador de nitróxido impedido.

[005] O documento sob o n^o. WO 2008/019807 A1 (Clariant International Ltd.) descreve um processo para a preparação de glicinatos de acila por meio da oxidação de monoetanolamidas de ácido graxo com o uso de

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 14/37

2/19 um catalisador de metal de grupo de transição, particularmente, um catalisador de micro dimensões de dióxido de titânio em ouro.

[006] A esterificação direta e interesterificação são vias que também têm sido investigadas anteriormente. A publicação de pedido de atente n^o US 2006/0239952 A1 (Hattori) descreve uma reação entre um aminoácido neutro e um ácido graxo de cadeia longa catalisado por uma substância alcalina, tal como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio. Por exemplo, a reação entre glicina e ácido láurico produz os produtos acilados lauroilglicina e lauroilglicilglicina. Os subprodutos significantes incluem as formas não aciladas, tais como glicilglicina e glicildicetopiperazina, assim como a glicina não reagida. Acredita-se que a reação seja altamente eficaz (rendimento das formas aciladas), mas isto resulta devido ao fato que a razão de material de partida de ácido láurico para glicina é extremamente alta.

[007] O documento sob o n^o GB 1 337 782 (Rohm Gmbh) descreve um processo de interesterificação para a preparação de sais de ácidos N-acilaminocarboxílico. Um ácido carboxílico ou uma amida do mesmo é reagido com um ácido aminocarboxílico que contém ao menos três átomos de carbono, sendo que a reação é feita na presença de ao menos uma quantidade estequiométrica (com base no ácido aminocarboxílico) de cátions de formação de sal. Entre os ácidos aminocarboxílicos, acredita-se que somente a glicina é inutilizável devido ao fato de que o processo resultou em resinificação considerável. Considerou-se que os homólogos superiores de glicina, no entanto, reagem bem; estes incluíram alanina, beta-alanina, sarcosina, valina, leucina, fenil glicina e fenil alanina. Considerou-se que os solventes, tais como água, ou solventes orgânicos, tais como dimetilformamida, são necessários.

[008] O documento sob o n^o DE 44 08 957 A1 (BASF AG) relata a preparação de ácidos N-acil aminocarboxílicos por meio da reação de uma

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 15/37

3/19 suspensão de sais de metal alcalino anidros sólidos de ácidos aminocarboxílicos e um éster ou ácido carboxílico adequado. As quantidades catalíticas de base forte são adicionadas à suspensão para promover a reação. É ilustrativa a reação de quantidades equimolares de ácido láurico e sarcosina de sódio anidra aquecidos em conjunto, fundidos a 200 °C na presença de um equivalente molar de hidróxido de sódio. Embora os rendimentos sejam altos, o produto resultante é altamente colorido.

[009] O pedido de patente japonês n^o. 57/058.653 (Ota) relata um processo para a produção de um N-acilaminoácido por meio da reação do aminoácido correspondente com um éster. Os ésteres ilustrativos incluem laurato de metila, estearato de metila e ésteres de glicerídeo de ácido graxo, tais como triacetina, trilaurina e tristearina. Embora um solvente não fosse sempre considerado como necessário, todos os exemplos utilizam solventes polares, tais como acetonitrila, sulfóxido de dimetila ou N,N-dimetilformamida.

[010] Nenhum dos processos de esterificação ou interesterificação conhecidos está sem uma desvantagem. Muitos exigem temperaturas relativamente altas e/ou base alcalina forte para progredir a reação. Estas condições promovem reações secundárias dos aminoácidos com si próprios em vez de com o reagente de acilação graxa. Estas reações competidoras desperdiçam o reagente de partida de aminoácido dispendioso e exigem etapas de limpeza por remoção. Os rendimentos também são afetados de modo adverso. Adicionalmente, as condições necessárias para a reação na técnica conhecida são hostis demais para os aminoácidos mais simples.

[011] Nas presentes vias comerciais para sais acil amido carboxílicos graxos, tais como glicinato de cocoila, o reagente de glicinato de sódio é de forma geral aproximadamente 20% ativo em uma pasta fluida aquosa. A reação de haleto de acila com a pasta fluida aquosa de glicinato de sódio está sujeita a vários problemas. A taxa de adição precisa ser

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 16/37

4/19 cuidadosamente controlada para evitar o superaquecimento da reação que conduz a problemas de segurança e respingo. Uma forma melhor de liberar glicina de metal alcalino, e certamente todos os tipos de aminoácidos de metal, para reações de haleto de acila seria um avanço significante.

Descrição Resumida da Invenção [012] Uma composição de reagente é fornecida para a formação de tensoativos de acil amido graxo, a qual inclui:

(i) a partir de 1 a 90%, em peso, de um sal de metal alcalino ou metal alcalino terroso de um composto de amino, o composto que tem uma estrutura (I) que consiste em

R³

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 em (CH₂)mCO2X, (CH2)mSO₃X, CH₂NR²(CH2)mOH e radicais glicosila; R⁵ é selecionado a partir do grupo que consiste em hidrogênio, hidroxifenila, hidroxialquila C1-C6, alquila C1-C10, benzila, hidroxibenzila, alquilcarbamido, tioalquila e radicais carboxílicos; X é um cátion de metal alcalino ou metal alcalino terroso; e m se situa na faixa a partir de 0 a 6; e (ii) a partir de 10 a 99%, em peso, de um poliol de peso molecular que se situa na faixa a partir de 76 a 300; e (iii) a partir de 0 a 10%, em peso, de água.

Descrição Detalhada da Invenção [013] Descobriu-se agora que uma composição substancialmente

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 17/37

5/19 anidra de um composto de amino de metal alcalino ou metal alcalino terroso (por exemplo, glicina) liberada através de um meio de poliol é uma excelente composição de reagente. Em combinação com ésteres de ácido graxo, a composição de reagente pode reagir para formar tensoativos de amido graxo.

[014] Vantajosamente, a composição de reagente e também qualquer meio de reação no qual a mesma é empregada podem ser substancialmente livres de água. O termo substancialmente livre de água se refere a quantidades a partir de 0 a 10%, de preferência, a partir de 0 a 5%, com mais preferência, a partir de 0 a 3%, com mais preferência ainda, a partir de 0 a 1 %, e especialmente a partir de 0,05 to 1 %, em peso, de água. A água de hidratação (tal como encontrada associada com o monohidrato de ácido amino carboxílico ou sulfônico) não é considerada como parte da água presente na composição de reagente e/ou qualquer meio de reação.

[015] As misturas de reação para a produção de tensoativos de acil amido graxo deveriam desejavelmente ter um pKa a 25 °C que se situa na faixa a partir de 9,5 a 13 e, de preferência, a partir de 10,5 a 11,5.

[016] Os sais de metal alcalino ou metal alcalino terroso preferidos consistem em sódio, potássio, cálcio e magnésio. O sal do composto de amino pode ser em uma forma anidra ou hidratada.

[017] Os compostos de amino adequados consistem naqueles selecionados a partir do grupo que consiste em alanina, valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, triptofano, metionina, prolina, ácido aspártico, ácido glutâmico, glicina, serina, treonina, cisteína, tirosina, asparagina, glutamina, lisina, arginina, histidina, sarcosina, n- metilglucamina, glucamina e taurina. São particularmente preferidos glicina, sarcosina, taurina, N-metilglucamina e glucamina.

[018] O termo ácido graxo é definido no presente documento como um material que contém radical carboxílico com 8 a 22 carbonos que

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 18/37

6/19 pode ser saturado, insaturado, ramificado, não ramificado ou uma combinação dos mesmos.

[019] Uma variedade de ésteres de ácido graxo pode ser adequada como coreagente com a composição de reagente. Os mais preferidos como coreagentes são os alquil ésteres C1-C3 de um ácido graxo C8C22. Metillaurato, metiloleato, metilinoleato, metilmiristato, metilestearato, metilpalmitato, etillaurato, etiloleato, etillinoleato, etilmiristato, etilestearato, etilpalmitato, n-propil laurato, n- propiloleato, n-propil linoleato, isopropil laurato, isopropiloleato, isopropil linoleato, isopropilmiristato, isopropilestearato, isopropilpalmitato, e misturas dos mesmos, são ilustrativos. Cocoato de metila é particularmente adequado.

[020] Os alquil ésteres C1-C3 de ácido graxos C8-C22 podem ser gerados a partir de triglicerídeos por meio de hidrólise com um respectivo alcanol C1-C3. Mais adequados como o alcanol é metanol. Entre os triglicerídeos úteis, mas não exclusivos, estão óleo de coco, óleo de milho, óleo de caroço de palma, óleo de palma, óleo de soja, óleo de semente de girassol, óleo de semente de algodão, óleo de semente de colza, óleo de canola, óleo de rícino, e misturas dos mesmos. O óleo de coco é mais preferido.

[021] Um éster de ácido graxo alternativo adequado como um coreagente no processo consiste nos éteres de glicerídeo. Estes glicerídeos podem ser selecionados a partir de monoglicerídeos, diglicerídeos, triglicerídeos, e misturas dos mesmos. Os monoglicerídeos ilustrativos são monogliceril laurato, monogliceril oleato, monogliceril linoleato, monogliceril miristato, monogliceril estearato, monogliceril palmitato, monogliceril cocoato e misturas dos mesmos. Os diglicerídeos ilustrativos incluem gliceril dilaurato, gliceril dioleato, gliceril dilinoleato, gliceril dimiristato, gliceril diestearato, gliceril diisoestearato, gliceril dipalmitato, gliceril cocoato, gliceril monolaurato monomiristato, gliceril monolaurato monopalmitato e misturas dos mesmos. Os

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 19/37

7/19 triglicerídeos ilustrativos, mas não limitadores, incluem óleos e gorduras, tais como óleo de coco, óleo de milho, óleo de caroço de palma, óleo de palma, óleo de soja, óleo de semente de algodão, óleo de semente de colza, óleo de canola, óleo de semente de girassol, óleo de gergelim, óleo de arroz, óleo de oliva, sebo, óleo de rícino, e misturas dos mesmos. O óleo de coco é mais preferido. O uso de mono-, di- e triglicerídeos com o coreagente tem uma vantagem sobre os alquil ésteres C1-C3 de ácido graxos C8-C22. Os últimos são geralmente feitos a partir da decomposição de triglicerídeos. A conversão a partir dos triglicerídeos adiciona uma etapa extra ao processo. Uma desvantagem do uso dos mono-, di- e triglicerídeos como coreagente de partida consiste nos rendimentos de produto de glicinato de acila resultante que, apesar de bons, são ligeiramente menores.

[022] Esquematicamente, o processo de preparação de ácidos acil amido sulfônicos ou carboxílicos C8-C22 ou sais dos mesmos a partir da reação da composição de reagente com um alquil éster C1-C3 de um ácido graxo C8-C22 (mais adiante nesse documento, a via de monoéster) corresponde ao seguinte esquema de reação (o qual inclui, opcionalmente, um precursor de triglicerídeo para propósitos ilustrativos).

R'QH --------------► Glicerol

CH₂OC(O)R

CH_;OC(O)R em que R é um radical alquila saturado ou insaturado C7-C21; R¹ é

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 20/37

8/19 um 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 em (CH2)mCO2X, (ChtejmSOsX, CH2NR²(CH2)mOH e radicais glicosila; R⁵ é selecionado a partir do grupo que consiste em hidrogênio, hidroxifenila, hidroxialquila C1-C6, alquila C1-C10, benzila, hidroxibenzila, alquilcarbamido, tioalquila e radicais carboxílicos; X é um cátion de metal alcalino ou metal alcalino terroso; e m se situa na faixa a partir de 0 a 6.

[023] Esquematicamente, o processo de preparação de ácidos acil amido sulfônicos ou carboxílicos C8-C22 ou sais dos mesmos diretamente com um triglicerídeo como um coreagente corresponde ao seguinte esquema de reação.

R³CH^OC(O)R i | ‘CH

I Glicerol κ/I

CHOC(O)R' ^{+ R}- ^{NH C r}’ Ã II | I / \ | ₊ aiocíow | I RN --- C R

CH,OC((>)R^,r „5 III

CH_:OC(O)R'

R= _R-^; em que R é um radical alquila saturado ou insaturado C7-C21; R e R' são independentemente selecionados a partir de radicais C7-C21 que podem ser iguais ou diferentes, hidrogênio e misturas dos mesmos; R² é hidrogênio, CH2COOX ou um radical alquila C1-C5; R³ é hidrogênio; R⁴ é selecionado a partir do grupo que consiste em (CH2)mCO2X, (ChtejmSOsX, CH2NR²(CH2)mOH e radicais glicosila; R⁵ é selecionado a partir do grupo que consiste em hidrogênio, hidroxifenila, hidroxialquila C1-C6, alquila C1-C10, benzila, hidroxibenzila, alquilcarbamido, tioalquila e radicais carboxílicos; X é um cátion de metal alcalino ou base alcalina; e m se situa na faixa a partir de 0 a 6.

[024] Os sais dos produtos de ácido sulfônico ou carboxílico de amido do processo são selecionados, de preferência, a partir de sódio, potássio ou cátions misturados. Um radical metila é particularmente adequado como o grupo R¹.

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 21/37

9/19 [025] Uma vantagem da presente composição de reagente e uso na formação de tensoativos de acil amido graxo em relação aos reagentes úmidos na via de haleto de acila de Schotten-Bauman tradicional consiste no fato de que os ésteres graxos insaturados, tais como oleil e linoleil ésteres, podem ser tolerados. Estes ácidos insaturados não serão submetidos à decomposição ou não geram corpos de cor como acontece naquelas reações da técnica conhecida. Subprodutos mínimos são produzidos no processo. Por exemplo, onde uma composição de reagente de glicinato de sódio é o reagente, não se descobriu evidência de uma glicilglicina ou glicildicetopiperazina. Nem existiram quaisquer fluxos residuais. Conforme é mostrado a partir do esquema de reação acima, quando glicerol é o poliol, o glicerol liberado a partir do triglicerídeo pode ser utilizado como um meio de reação. O álcool (por exemplo, metanol) que é destilado a partir da reação principal pode ser alimentado de volta para a reação de hidrólise de triglicerídeo para formar novo metil éster de ácido graxo.

[026] As quantidades molares relativas de composto de amino ou sal do mesmo para éster de ácido graxo podem se situar na faixa a partir de cerca de 3:1 a cerca de 1 :3, de preferência, a partir de cerca de 2:1 a cerca 1 :1 , com mais preferência, a partir de 1,3:1 a 1,05:1.

[027] Os polióis de peso molecular que se situa na faixa a partir de 76 a 300, de preferência, a partir de 90 a 200, irão formar parte da composição de reagente e também podem servir como um meio para as reações subsequentes com ésteres de ácido graxo. A razão molar relativa de poliol para o composto de amino pode se situar na faixa a partir de cerca de 8:1 a cerca de 1:1, de preferência, a partir de cerca de 6:1 a cerca de 1:1, e com mais preferência, a partir de cerca de 2:1 a 1:1.

[028] Como o poliol os mais preferidos consistem em glicerol, propileno glicol e misturas dos mesmos. Geralmente, a quantidade total de

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 22/37

10/19 poliol irá se situar na faixa a partir de 10 a 99%, de preferência, 30 a 85%, e de maneira ótima 50 a 75%, em peso, da composição de reagente.

[029] Quando a composição de reagente é usada em um processo para preparar compostos de acil amido graxo, as condições de temperatura para a reação podem se situar na faixa a partir de cerca de 50 °C a cerca de 150 °C, de preferência, a partir de cerca de 80 °C a cerca de 140 °C, e de maneira ótima a partir de cerca de 110 °C a cerca de 130 °C.

[030] Os catalisadores contendo sal de metal básico estão presentes de forma útil para aperfeiçoar as velocidades da reação e níveis de conversão. Particularmente úteis são hidróxidos, fosfatos, sulfatos e óxidos contendo metal alcalino terroso e metal alcalino que incluem 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 misturas dos mesmos. Os mais adequados são óxido de cálcio e óxido de magnésio, com o primeiro sendo preferido. As quantidades do catalisador de sal de metal básico pode se situar na faixa a partir de cerca de 1 a cerca de 20%, de preferência, a partir de cerca de 1 a cerca de 10%, com mais preferência, a partir de cerca de 1,5 a 5%, em peso, de composto de amino de partida presente na reação.

[031] Os compostos de tamponamento também podem, em algumas modalidades, ter utilidade para aperfeiçoar as conversões e tempos de reação. Os tampões adequados incluem fosfato de trissódio, fosfato de hidrogênio dissódico, citrato de sódio, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, borato de sódio e misturas dos mesmos. O fosfato de trissódio é particularmente útil. As quantidades do tampão pode se situar na faixa a partir de cerca de 1 a cerca de 30%, em peso, do composto de amino ou sal do mesmo presente na reação. Prefere-se que a quantidade seja a partir de cerca de 5% a cerca de 15%, em peso, do composto de amino de partida ou sal do

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 23/37

11/19 mesmo presente na reação.

[032] Vantajosamente, a destilação do alcanol (por exemplo, metanol) na via de monoéster pode ser feita sob condições de pressão atmosférica, assim como condições de pressão reduzida.

[033] Os produtos de reação para muitos propósitos não precisam ser isolados. Por exemplo, o poliol pode não precisar ser separados, onde os compostos de acil amido graxo são destinados para produtos de cuidados pessoais, tais como sabão líquido para o corpo, sabonetes, xampus ou até loções. Alguns polióis, particularmente, glicerol e propileno glicol, são úteis nestes produtos como um umectante. Em circunstâncias onde glicerol ou propileno glicol, materiais de partida não reagidos ou os menores subprodutos são indesejáveis, a mistura de reação resultante pode ser adicionalmente processada. Por exemplo, a mistura pode ser tratada com etanol que se precipita do sal de acil amido sulfônico ou carboxílico ou com acidificação da forma de ácido livre, mas retém poliol e materiais de partida não reagidos solubilizados dentro do etanol. Sob a separação do produto de sal/ácido acil amido sulfônico ou carboxílico, os materiais de partida não reagidos e poliol podem ser reciclados para a reação adicional por meio de evaporação (por exemplo, destilação) do etanol.

[034] Os subprodutos coloridos geralmente gerados em vias conhecidas anteriormente para sais de acil amido sulfônicos ou carboxílicos graxos são evitados através do processo descrito. A confirmação da ausência de espécies coloridas, por exemplo, onde a glicina é um reagente, qualquer glicilglicina e glicildicetopiperazina tem sido estabelecida como não presente através de cromatografia e/ou procedimentos analíticos de eletroscopia de massa. Todavia, possivelmente o melhor indicador da natureza transparente de produtos formados no processo consiste na ausência visual de coloração escura (por exemplo, ausência de bege, marrom, ou até verde/azul até agora

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 24/37

12/19 evidente a partir de outras vias de formação de glicinato). Subsequente ao aquecimento, a massa de líquido quente do produto de reação que contém produto de sal/ácido acil amido sulfônico ou carboxílico graxo e poliol é removida a partir do reator e forma um semissólido. A cor desta massa é avaliada pela escala de cor de Hunter Lab. A massa resultante a partir da reação pode variar em cor a partir de branco a ligeiramente quase branco. Na escala de Hunter, o parâmetro chave será o valor L, o qual é uma medida de refletância de brilho. L deveria se situar na faixa entre 70 e 100, de preferência, a partir de 75 a 100, de maneira ótima, a partir de 90 a 100. Desejavelmente, o valor b também pode ser considerado. O b pode se situar na faixa a partir de 0 a 20, de preferência, a partir de 0 a 15 e de maneira ótima a partir de 0 a 3. O valor a é de menor impacto, o qual pode se situar na faixa a partir de -2 a 8, de preferência, -1 a 5, e de maneira ótima a partir de 0 a 4. Os valores para a presente invenção foram estabelecidos mediante a comparação da cor de massa resultante da reação (no final do processo) com um conversor métrico de cores disponível online em http://www.colorpro.com/info/tools/convert.htm.

[035] O termo compreender não significa que é limitado a quaisquer elementos indicados subsequentemente, mas, de preferência, inclui os elementos não especificados de maior ou menor importância funcional. Em outras palavras, as etapas, elementos ou opções relacionadas não precisam ser exaustivas. Sempre que as palavras incluir ou ter são usadas, estes termos são considerados equivalentes a compreender conforme definido acima.

[036] Exceto nos exemplos comparativos e de operação, ou onde indicado explicitamente ao contrário, todos os números nesta descrição que indicam quantidades de material devem ser compreendidos como modificados pela palavra cerca de.

[037] Deveria ser observado que na especificação de qualquer

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 25/37

13/19 faixa de concentração ou quantidade, qualquer concentração superior particular pode ser associada com qualquer quantidade ou concentração inferior particular.

[038] Os seguintes exemplos irão ilustrar com mais detalhes as modalidades desta invenção. Todas as partes, porcentagens e proporções mencionadas no presente documento e nas reivindicações em anexo são em peso, exceto onde ilustrado em contrário.

Exemplo 1 Síntese de Composição de Reagente de Glicinato de Sódio [039] Um recipiente de reator de vidro foi carregado com 25g de glicerol, 13,5g de glicina e 7,0g de péletes de hidróxido de sódio. Estes foram aquecidos em conjunto a 120 °C por uma hora. A água foi continuamente destilada a partir da composição de reagente resultante. Esta composição de reagente forneceu um rendimento de 100% de glicinato de sódio em glicerol. Esta composição pode ser preparada como uma pré-mistura, conforme descrito no presente documento, e, então, carregada em um reator com um éster de ácido graxo pata conduzir uma reação para produzir glicinato de cocoila.

[040] Alternativamente, a pasta fluida de glicinato de sódio e glicerol podem ser formados in situ conforme é descrito no seguinte esquema de reação.

Glicinato de Cocoila através de Via de Monoéster [041] Um recipiente de reator de vidro com 3 gargalos de 250 ml foi usado para conduzir um série de experimentos comparativos. Um gargalo central foi equipado com uma haste de agitação com lâmina de Teflon® em uma extremidade e um motor para a rotação da haste em uma segunda extremidade. Um segundo gargalo do reator foi equipado com um condensador resfriado com água que conduz a uma armadilha de Dean-Stark para coletar o metanol gerado na reação de interesterificação. O terceiro gargalo foi equipado

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 26/37

14/19 com um termômetro fixado a um dispositivo de controle de temperatura. O reator foi externamente aquecido em um manto de aquecimento glas-col. No experimento 1, o reator foi carregado com 25g de glicerol, 0,41 g de óxido de cálcio, 17,5g de glicinato de sódio, e 39g de metil éster de cocoila. Inicialmente, duas fases estavam presentes no reator. Os reagentes foram, então, aquecidos a 120 °C por 2 horas, sob agitação constante e nitrogênio seco.

[042] Os conteúdos do reator foram, então, resfriados a um ponto logo acima da solidificação e removidos a partir do reator. A massa resultante foi uma pasta de cor branca.

[043] A análise por cromatografia líquida revelou um rendimento de aproximadamente 87% (com base na glicina de partida) de glicinato de cocoila sódico.

[044] A massa resultante continha 50,3% de glicinato de cocoila sódico, 7,2% de ácidos graxos Cs-C1s, 34,1 % de glicerol, 1,6% de glicina, menos do que 1,0% de cocoato de metila e o restante óxido de cálcio e outros materiais menores.

[045] Através da análise de cromatografia líquida/espectrometria de massa, o glicinato de cocoila sódico foi mostrado conter a seguinte distribuição de comprimento de cadeia de ácido graxo com base em quantidades % na massa resultante total: 5,0% de Cs, 3,8% de C10, 27,4% de C12, 9,7% de C14, 4,5% de C16 e 6,9% de C1S.

[046] O glicinato C1S foi uma mistura de isômeros esteáricos, oleicos e linoleicos. Os compostos C1S insaturados sobreviveram às condições de reação em contraste com sua ausência sob condições da via de cloreto de acila alternativa.

[047] Uma série de experimentos adicionais foram conduzidos para avaliar a importância de catalisador, tampão, tempos de reação e temperaturas.

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 27/37

15/19 [048] Estes experimentos são registrados na Tabela I. Os reagentes e condições são idênticos ao experimento 1, exceto onde indicado ao contrário através de notas de rodapé para a tabela I.

Tabela I

N². do experi mento	Glicerol	Óxido de cálcio	Tampão	Mistura de reação pKa	Tempo de reação (horas)	Rendi mento (%)	Temp. ( °C)	Escala de cor Hunter Lab
L	a	b
1	Sim	Sim	nenhum	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	nenhum	9,6	2	95+	120	93,12	-0,52	2,41
4	Sim	nenhum	nenhum	9,6	4 a 5	40 a 50	120 a 140	95,28	0,56	12,98
5	nenhum	nenhum	nenhum	9,6	5	<10	110 a 150	46,2	9,21	33,05
6	nenhum	Sim	nenhum	9,6	2	<5	120	46,2	9,21	33,05
7	nenhum	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 a 50	110 a 120	93,53	-0,12	6,07
10	Sim	Sim	nenhum	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

¹Fosfato de trissódio em 1,5 g; 2CaO dobrado para 0,82 g; 3Óxido de magnésio substituído por óxido de cálcio em 0,41 g.

⁴Substituição de óxido de zinco por óxido de cálcio em 0,41 g;

⁵Propileno glicol substitui glicerol em 25 g; 6Fosfato de trissódio dobrou para 3,0 g.

[049] O experimento 4 na tabela I demonstra que na ausência de óxido de cálcio, os rendimentos são reduzidos a uma faixa de 40 a 50%. O

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 28/37

16/19 experimento 5 demonstra que na ausência de glicerol, dificilmente, qualquer glicinato de cocoila sódico é formado. Os resultados similares são observados nos experimentos 6 e 7, onde somente o catalisador está presente para influenciar a reação. A partir destes experimentos, fica claro que o meio é o aspecto crucial na condução de boas conversões. O glicerol é o melhor e propileno glicol é o segundo melhor, mas também útil.

[050] Os experimentos 13 a 15 demonstram que o procedimento de reações em um pKa substancialmente menor do que 9,5 não resulta em qualquer produto de glicinato. Os rendimentos iguais a zero foram observados em pKa de 7,6, 7,7 e 8,9.

Exemplo 2 [051] Uma série de diferentes meios de reação foi avaliada. Os experimentos foram conduzidos com reagentes e condições idênticos ao experimento 1, exceto onde indicado ao contrário, como notas de rodapé para a Tabela II.

Tabela II

N . do experimento	Meio⁷	Óxido de cálcio	Tampão	Mistura de reação pKa	Tempo de reação (horas)	Temp. ( °C)	Rendimento (%)	Escala de cor Hunter Lab
L	a	b
16	Metanol	Sim⁸	nenhum	9,6	2	120	<5	93,39	2,01	24,30
17	Etanol	Sim	Sim	9,6	4 a 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	nenhum	nenhum	9,6	5	110	<5	93,39	2,01	24,30
20	Álcool isoamílico	nenhum	Sim⁹	9,6	5	120	<5	93,39	2,01	24,30
21	Água	Sim	nenhum	9,6	3	100	<5	68,93	12,44	36,72

⁷Quantidade do meio foi de 100 g.

⁸CaO dobrou para 0,82 g.

⁹Fosfato de trissódio dobrou para 3,0 g.

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 29/37

17/19 [052] Com base nos resultados relatados na tabela II, é evidente que metanol, etanol, álcool isopropílico, tolueno e álcool isoamílico foram ineficazes no fornecimento de qualquer conversão razoável de reagentes em glicinato de cocoila sódico. Somente glicerol e, a uma extensão ligeiramente menor, propileno glicol foram eficazes na condução das reações a altas conversões.

Exemplo 3 [053] Um conjunto de experimentos foi conduzido para avaliar se os aminoácidos além de glicina, amino ácidos sulfônicos, e glicosila aminas também seriam reativos no processo. Os experimentos foram conduzidos com reagentes e condições idênticas ao experimento 1, exceto pelo fato de que glicina foi substituída por sarcosina, taurina ou N-metilglucamina. Quaisquer mudanças adicionais são indicadas como notas de rodapé para a tabela III.

Tabela III

No do experim ento	Reagente De amino	Glice rol	Óxido de cálcio	Tampão	Mistura de reação pKa	Tempo de reação (horas)	Rendimento (%)	Te mp. ( °C)	Escala de cor Hunter Lab
L	a	b
22	Sarcosina	Sim	Sim	Sim	9,6	2	55 a 65	120	76,7 5	5,24	53,6 4
23	Taurina	Sim	Sim	Sim¹	9,7	2	95+	120	93,3	0,12	6,07
24	Nmetilgluca mina	Sim	Sim	Sim	9,6	2	92	120	92,1 4	4,4	32,7 5

¹Fosfato de trissódio em 1,5g.

[054] Os experimentos 22 e 23 produziram rendimentos relativamente bons de cocoilsarcosinato de sódio e cocoiltaurato de sódio. As amidas de N-metil glucamina também foram fornecidas em bons rendimentos, conforme detalhado no experimento 24.

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 30/37

18/19

Exemplo 4 Glicinato de Cocoila Através de Triglicerídeos [055] Um recipiente de reator de vidro com 3 gargalos de 250 ml foi usado para conduzir uma série de experimentos comparativos. Um gargalo central foi equipado com uma haste de agitação com lâmina de Teflon® em uma extremidade e um motor para a rotação da haste em uma segunda extremidade. Um segundo gargalo do reator foi equipado com um condensador resfriado com água que conduz a uma armadilha de Dean-Stark para coletar os destilados gerados na reação de interesterificação. O terceiro gargalo foi equipado com um termômetro fixado a um dispositivo de controle de temperatura. O reator foi externamente aquecido em um manto de aquecimento glas-col. No experimento 1, o reator foi carregado com 25g de glicerol, 17,5g de glicina Na, 0,41 g de óxido de cálcio, 3g de fosfato de sódio (tampão) e 41,2g de óleo de coco. Inicialmente, duas fases estavam presentes no reator. Os reagentes foram, então, aquecidos a 130 °C por 2 horas, sob agitação constante. Os conteúdos do reator foram, então, resfriados a um ponto logo acima da solidificação e removidos a partir do reator. A massa resultante foi uma pasta de cor branca.

[056] A análise por cromatografia líquida revelou um rendimento de aproximadamente 92,7 % (com base na glicina de partida) de glicinato de cocoila sódico. Este experimento é identificado como número 25 na Tabela IV. Os experimentos 26 a 28 foram feitos com reagentes e sob condições idênticos ao experimento 25, exceto onde observado ao contrário na tabela

Tabela IV

No. do experimento	Glicerol	Óxido de cálcio	Tampão	Triglicerídeo	Mistura de reação pKa	Tempo de reação (horas)	Rendimento (%)	Temp. ( °c)	Escala de cor Hunter Lab
L	a	b
25	Sim	Sim	Sim	Óleo de coco	9,6	2	92,7	130	95,20	0,56	12,98

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 31/37

19/19

No. do experimento	Glicerol	Óxido de cálcio	Tampão	Triglicerídeo	Mistura de reação pKa	Tempo de reação (horas)	Rendimento (%)	Temp. ( °C)	Escala de cor Hunter Lab
L	a	b
26	Sim	Sim	Sim	Óleo de coco	9,6	5	72	120	95,06	0,27	11,98
27	Sim	Sim	Nenhum	Óleo de coco	9,6	5	91,8	120 a 130	93,53	0,12	6,07
28	Sim	Sim	Sim	Óleo de milho	9,6	5	60	120	90,10	1,34	39,74

Exemplo 5 [057] Uma série de experimentos foram conduzidos para avaliar diferentes formas de composições de reagente de glicinato de sódio. As quantidades de material em cada um dos experimentos e seus tipos são idênticos àqueles do experimento 1 sob o Exemplo 1. Estes experimentos adicionais são relatados sob a tabela V.

Tabela V

No. do experimento	Glicerol	Óxido de cálcio	Tampão	Base	Composto de amino de reagente	Remoção de água in situ	pKa	Tempo de reação (horas)	Rendimento (%)	Temp. ( °C)	Escala de cor Hunter Lab
L	a	b
29	Sim	Sim	Sim	NaOH	Glicina	Sim (1 hora)	9,6	4	92	120	92,94	0,84	31,66
30	Sim	Sim	Sim	NaOH	Glicina	Não	9,6	4	74	120	94,51	0,42	14,23
31	Sim	Sim	Sim	KOH	Glicina	Sim (1 hora)	9,6	4	80	120	92,94	0,84	31,8
32	Sim	Sim	Não	NaOH	Sarcosina	Sim (1 hora)	10	4	55	120	76,9	5,2	53,6
33	Sim	Sim	Não	NaOH	Taurina	Sim (1 hora)	9,5	4	90	140	95,6	0,75	9,47

[058] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes com referência às modalidades específicas da mesma, será evidente para um elemento versado na técnica que diversas alterações e modificações podem ser feitas nas mesmas.

Claims

Reivindicações

1. PROCESSO PARA A FORMAÇÃO DE TENSOATIVOS DE ACIL AMIDO GRAXO, caracterizado por compreender: reagir uma composição de reagente compreendendo:

(i) a partir de 1 a 90% em peso de um sal de metal alcalino ou metal alcalino terroso de um composto de amino, o composto tendo uma estrutura (I) i?

R₂— NU -- c -- R⁴ k' (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 em (CH₂)mCO2X, (CH2)mSO₃X, CH₂NR²(CH2)mOH e radicais glicosila; R⁵ é selecionado a partir do grupo que consiste em hidrogênio, hidroxifenila, hidroxialquila C1-C6, alquila C1-C10, benzila, hidroxibenzila, alquilcarbamido, tioalquila e radicais carboxílicos; X é um cátion de metal alcalino ou metal alcalino terroso; e m se situa na faixa a partir de 0 a 6; e (ii) a partir de 10 a 99% em peso de um poliol de peso molecular que se situa na faixa a partir de 76 a 300; e (iii) a partir de 0 a 10% em peso de água, com um alquil éster C1-C3 de um ácido graxo C8-C22 e/ou um precursor de triglicerídeo do mesmo, em que a reação emprega um catalisador contendo sal de metal básico selecionado a partir do grupo que consiste em hidróxidos, fosfatos, sulfatos e óxidos contendo metal alcalino e metal alcalino terroso.
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1,

Petição 870190061104, de 01/07/2019, pág. 33/37

2/2 caracterizado pelo poliol ser glicerol ou propileno glicol.
3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos metais alcalinos ou metais alcalinos terrosos serem selecionados a partir do grupo que consiste em sódio, potássio, cálcio e magnésio.
4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo composto de amino ser selecionado a partir do grupo que consiste em alanina, valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, triptofano, metionina, ácido aspártico, ácido glutâmico, glicina, serina, treonina, cisteína, tirosina, asparagina, glutamina, lisina, arginina, histidina, sarcosina, nmetilglucamina, glucamina e taurina.
5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo composto de amino ser selecionado a partir do grupo que consiste em glicina, sarcosina e taurina.
6. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sal de metal alcalino ou metal alcalino terroso do composto de amino ser glicinato de sódio.
7. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela água se situar na faixa a partir de 0,05 a 1 % de água.