DE102006055856A1

DE102006055856A1 - Production of fatty acid alkanolamide for use, e.g. in emulsifers, lubricants or pharmaceuticals, involves reacting alkanolamine with fatty acid and then subjecting the ammonium salt to microwave radiation

Info

Publication number: DE102006055856A1
Application number: DE200610055856
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr. Krull; Roman Dr. Morschhäuser; Peter Dr. Klug; Alexander Dr. Lerch; Christoph Dr. Kayser; Helmut Prof. Dr. Ritter; Sarah Schmitz
Original assignee: Clariant International Ltd
Current assignee: Clariant International Ltd
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2008-05-29

Abstract

A method for the production of fatty acid alkanolamides (I) involves reacting amines containing at least one prim. or sec. amino group and at least one hydroxyl group with fatty acids to give ammonium salts and then converting the salts into (I) by subjecting them to microwave radiation. Independent claims are also included for alkanolamides (I) obtained by this method, including alkanolamides containing no halide ions or by-products arising from coupling reagents, alkanolamides with an amino-ester and ester-amide content of less than 5 mol%, and alkanolamides with a Hazen colour value of less than 200.

Description

Fettsäurederivate, die funktionelle Gruppen mit hydrophilem Charakter tragen, finden weit verbreitete Verwendung als oberflächenaktive Substanzen. Eine wichtige Klasse derartiger oberflächenaktiver Substanzen sind nichtionische Amphiphile, die in großem Ausmaß als Emulgatoren, Korrosionsschutzmittel, Kühlschmiermittel in der Metallbearbeitung, als Lubricity-Additive in der Mineralölindustrie wie auch als Rohstoffe für die Herstellung von Waschmitteln, Reinigungskonzentraten, Detergentien, Kosmetika und Pharmazeutika eingesetzt werden.Fatty acid derivatives, which bear functional groups with a hydrophilic character widespread use as surfactants. A important class of such surface-active substances nonionic amphiphiles, which are widely used as emulsifiers, corrosion inhibitors, coolant in metalworking, as lubricity additives in the petroleum industry as well as raw materials for the production of detergents, cleaning concentrates, detergents, Cosmetics and pharmaceuticals are used.

Von besonderem Interesse sind dabei insbesondere solche Fettsäurederivate, die mindestens einen über eine Amidgruppe verknüpften Alkylrest tragen, der seinerseits mit mindestens einer hydrophilen Charakter verleihenden Hydroxylgruppe substituiert ist. Diese kann vor der eigentlichen Verwendung auch weiter derivatisiert werden, beispielsweise durch Umsetzung mit Alkylenoxiden wie Ethylen-, Propylen- oder Butylenoxid bzw. durch Oxidation mit geeigneten Oxidationsmitteln. Derartige Amide weisen eine gegenüber entsprechenden Estern stark erhöhte Hydrolysestabilität auf.From Of particular interest are in particular those fatty acid derivatives, the at least one over linked to an amide group Carry alkyl radical, which in turn with at least one hydrophilic Character imparting hydroxyl group is substituted. This can be further derivatized before the actual use, for example, by reaction with alkylene oxides such as ethylene, propylene or butylene oxide or by oxidation with suitable oxidizing agents. Such amides have a strong over corresponding esters increased hydrolytic stability on.

Um den wachsenden Bedarf für bestehende und neue Anwendungen zu decken, wurden verschiedene Methoden für die Herstellung Hydroxylgruppen tragender Fettsäureamide entwickelt. Bei der Herstellung derartiger Amide ist man dabei bisher auf kostenintensive und/oder langwierige Herstellverfahren angewiesen, um eine kommerziell interessante Ausbeute zu erzielen. Die gängigen Herstellverfahren erfordern aktivierte Carbonsäurederivate wie beispielsweise Säureanhydride, Säurehalogenide wie Säurechloride oder Ester, die mit Hydroxylgruppen tragenden Aminen, hier im Folgenden als Alkanolamine bezeichnet, umgesetzt werden bzw. eine in-situ-Aktivierung der Reaktanden durch den Einsatz von Kupplungsreagentien wie beispielsweise N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid. Bei diesen Herstellverfahren entstehen zum Teil große Mengen unerwünschter Nebenprodukte wie Alkohole, Säuren und Salze, die vom Produkt abgetrennt und entsorgt werden müssen. Aber auch die in den Produkten verbleibenden Reste dieser Hilfs- und Nebenprodukte können zum Teil sehr unerwünschte Effekte bewirken. So führen beispielsweise Halogenidionen wie auch Säuren zu Korrosion; Kupplungsreagentien sowie die von ihnen gebildeten Nebenprodukte sind zum Teil giftig, sensibilisierend oder auch carcinogen.Around the growing need for Existing and new applications have been covered by different methods for the Preparation of hydroxyl-bearing fatty acid amides developed. In the Production of such amides is so far costly and / or requiring lengthy manufacturing processes to become a commercial one to achieve interesting yield. The common production methods require activated carboxylic acid derivatives such as acid anhydrides, Acid halides like acid chlorides or esters containing hydroxyl-bearing amines, hereafter referred to as alkanolamines, or an in situ activation the reactants through the use of coupling reagents such as N, N'-dicyclohexylcarbodiimide. In these manufacturing processes arise in part large quantities undesirable By-products such as alcohols, acids and salts that must be separated from the product and disposed of. But also the remaining in the products remains of these auxiliary and By-products can partly very unwanted Effect effects. To lead for example, halide ions as well as acids to corrosion; coupling reagents and the by-products they produce are sometimes toxic, sensitizing or carcinogenic.

Die direkte thermische Kondensation von Carbonsäure und Alkanolamin führt zu keinen befriedigenden Resultaten, da verschiedene Nebenreaktionen die Ausbeute mindern und teilweise auch die Produkteigenschaften beeinträchtigen. Problematisch ist dabei zum einen die Bisfunktionalität der Alkanolamine, die neben der Amidbildung in erheblichem Ausmaß zu Esterbildung Anlass gibt. Da Alkanolaminester andere Eigenschaften wie beispielsweise eine deutlich geringere Hydrolysestabilität aufweisen, sind sie als Nebenprodukt in den meisten Anwendungen unerwünscht. Darüber hinaus führen Esteramide, bei denen sowohl Amino- wie auch Hydroxylgruppe acyliert sind, in Tensidlösungen zu unerwünschten Trübungen. Der Esteranteil kann zwar zumindest teilweise durch thermisches Behandeln in Amide umgewandelt werden, wobei jedoch auf Grund der dazu erforderlichen langen Reaktionszeiten sehr oft Farbe und Geruch der so hergestellten Alkanolamide beeinträchtigt werden. Eine Abtrennung der Esteranteile wie auch der Esteramidanteile ist aber auf Grund der meist sehr ähnlichen physikalischen Eigenschaften nur schwer oder gar nicht möglich. Als weitere unerwünschte Nebenreaktionen werden beispielsweise eine Decarboxylierung der Carbonsäure und Oxidations- wie auch Eliminierungsreaktionen der Aminogruppe während des zur Erzielung hoher Umsätze erforderlichen langen Erhitzens beobachtet. In der Regel führen diese Nebenreaktionen zu gefärbten Nebenprodukten und es ist nicht möglich, insbesondere für kosmetische Anwendungen gewünschte farblose Produkte mit Hazen-Farbzahlen (gemäß DIN/ISO 6271) von beispielsweise weniger als 250 herzustellen. Letzteres erfordert zusätzliche Verfahrensschritte wie beispielsweise das Bleichen, das aber seinerseits den Zusatz weiterer Hilfsstoffe erfordert und oftmals zu einer ebenso unerwünschten Beeinträchtigung des Geruchs der Amide oder zu unerwünschten Nebenprodukten wie Peroxiden und deren Abbauprodukten führt.The direct thermal condensation of carboxylic acid and alkanolamine leads to none satisfactory results, since various side reactions the yield reduce and sometimes also affect the product properties. The problem is, on the one hand, the bisfunctionality of the alkanolamines, which in addition to amide formation gives rise to a considerable extent to ester formation. Since alkanolamine ester other properties such as a have significantly lower hydrolytic stability, they are by-product undesirable in most applications. About that lead out Esteramides in which both amino and hydroxyl acylates are in surfactant solutions too unwanted Opacities. Although the ester fraction can at least partially by thermal Treating be converted into amides, however, due to the For this required long reaction times very often color and smell the alkanolamides thus produced are impaired. A separation The ester shares as well as the Esteramidanteile but is due the most similar physical properties difficult or impossible. When more unwanted Side reactions are, for example, a decarboxylation of the carboxylic acid and Oxidation as well as elimination reactions of the amino group during the to achieve high sales required long heating. In general, these lead Side reactions to colored By-products and it is not possible, especially for cosmetic Applications desired colorless products with Hazen color numbers (according to DIN / ISO 6271) of for example less than 250 to produce. The latter requires additional Process steps such as bleaching, but in turn requires the addition of other adjuvants and often to one as well undesirable impairment the smell of amides or unwanted by-products like Peroxides and their degradation products leads.

Ein neuerer Ansatz zu Synthese von Amiden ist die durch Mikrowellen unterstützte Umsetzung von Carbonsäuren mit Aminen zu Amiden. So offenbaren Gelens et al., Tetrahedron Letters 2005, 46(21), 3751–3754 , eine Vielzahl an Amiden, die unter Zuhilfenahme von Mikrowellenstrahlung synthetisiert wurden. Darunter findet sich auch Benzoesäuremonoethanolamid, das mit einer Ausbeute von 66 % erhalten wird.A recent approach to the synthesis of amides is the microwave assisted conversion of carboxylic acids with amines to amides. So reveal Gelens et al., Tetrahedron Letters 2005, 46 (21), 3751-3754 , a variety of amides that were synthesized with the aid of microwave radiation. Among them is also benzoic monoethanolamide, which is obtained with a yield of 66%.

Massicot et al., Synthesis 2001 (16), 2441–2444 beschreiben die Synthese von Diamiden der Weinsäure mit Ethanolamin, wobei eine 68 %ige Ausbeute an Diamid erzielt wird. Massicot et al., Synthesis 2001 (16), 2441-2444 describe the synthesis of diamides of tartaric acid with ethanolamine to give a 68% yield of diamide.

EP-A-0 884 305 offenbart die Amidierung von 2-Amino-octadecandiol-1,3 mit 2-Hydroxystearinsäure unter Mikrowellenbestrahlung, wobei Ceramide mit einer Ausbeute von ca. 70 % entstehen. EP-A-0 884 305 discloses the amidation of 2-amino-octadecanediol-1,3 with 2-hydroxystearic acid under microwave irradiation to give ceramides in about 70% yield.

Eine weitere Umsatzerhöhung bei der Amidierung von Benzoesäure bzw. Hydroxycarbonsäuren und Alkanolaminen erscheint über den Weg der Mikrowellenbestrahlung auf Grund der als Nebenreaktion auftretenden Eliminierungen (Decarboxylierung von Benzoesäure; Wasserabspaltung aus Hydroxycarbonsäuren) nicht möglich. Diese Nebenreaktionen sind dabei unter kommerziellen wie auch ökologischen Aspekten besonders nachteilig, da die dabei gebildeten Nebenprodukte nicht in den Prozess recyclisiert werden können sondern aufwendig abgetrennt und entsorgt werden müssen.A further increase in the amidation of benzoic acid or hydroxycarboxylic acids and alkanolamines appears via the path of the microwave irradiation due to the as Nebenreakti on occurring eliminations (decarboxylation of benzoic acid, dehydration of hydroxycarboxylic acids) not possible. These side reactions are particularly disadvantageous in commercial as well as ecological aspects, since the by-products formed thereby can not be recycled into the process but must be separated and disposed of in a complicated manner.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von Fettsäurealkanolamiden zu finden, bei dem Fettsäuren und Hydroxylgruppen tragende Amine direkt und in hohen, das heißt bis zu quantitativen Ausbeuten zu Fettsäurealkanolamiden umgesetzt werden können. Weiterhin sollen dabei keine bzw. nur untergeordnete Mengen an Nebenprodukten wie insbesondere Paraffine und/oder Olefine anfallen. Weiterhin sollen dabei Fettsäurealkanolamide mit möglichst geringer Eigenfärbung entstehen.task The present invention was to provide a process for the preparation of fatty acid alkanolamides to find fatty acids and hydroxyl-bearing amines directly and in high, that is up to quantitative yields to fatty acid alkanolamides can be implemented. Furthermore, there are no or only minor amounts of by-products in particular paraffins and / or olefins. Farther should thereby fatty acid alkanolamides with as possible low intrinsic color arise.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich Fettsäurealkanolamide durch Mikrowellenbestrahlung von Ammoniumsalzen, die sich von Aminen, die mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe und mindestens eine Hydroxylgruppe tragen, und Fettsäuren ableiten, in hohen Ausbeuten herstellen lassen. Überraschenderweise treten dabei praktisch keine Decarboxilierung der Fettsäure und keine nennenswerte Esterbildung auf. Weiterhin zeigen die Fettsäureamide praktisch keine Eigenfärbung.Surprisingly it was found that fatty acid alkanolamides by microwave irradiation of ammonium salts derived from amines, the at least one primary or secondary amino group and carry at least one hydroxyl group, and derive fatty acids, can be prepared in high yields. Surprisingly, this is practical no decarboxylation of the fatty acid and no significant esterification on. Furthermore, the fatty acid amides show practically no self-coloring.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Fettsäurealkanolamiden, indem mindestens ein Amin, das mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe und mindestens eine Hydroxylgruppe enthält, mit mindestens einer Fettsäure zum Ammoniumsalz umgesetzt wird, und dieses Ammoniumsalz nachfolgend unter Mikrowellenbestrahlung weiter zum Alkanolamid umgesetzt wird.object the invention is a process for the preparation of fatty acid alkanolamides, by at least one amine containing at least one primary or secondary Contains amino group and at least one hydroxyl group, with at least one fatty acid is converted to the ammonium salt, and this ammonium salt below is reacted under microwave irradiation further to the alkanolamide.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Fettsäurealkanolamide, mit einem Gehalt an Estern und Esteramiden von zusammen unter 5 mol-%, herstellbar, indem mindestens ein Amin, das mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe und mindestens eine Hydroxylgruppe enthält, mit mindestens einer Fettsäure zu einem Ammoniumsalz umgesetzt wird, und dieses Ammoniumsalz nachfolgend unter Mikrowellenbestrahlung weiter zum Fettsäurealkanolamid umgesetzt wird.One Another object of the invention are fatty acid alkanolamides, with a Content of esters and ester amides of less than 5 mol%, by at least one amine containing at least one primary or secondary Contains amino group and at least one hydroxyl group, with at least one fatty acid is reacted to an ammonium salt, and this ammonium salt below is converted further to the fatty acid alkanolamide under microwave irradiation.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Fettsäurealkanolamide mit einer Hazen-Farbzahl von unter 200, herstellbar, indem mindestens ein Amin, das mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe und mindestens eine Hydroxylgruppe enthält, mit mindestens einer Fettsäure zu einem Ammoniumsalz umgesetzt wird, und dieses Ammoniumsalz nachfolgend unter Mikrowellenbestrahlung weiter zum Fettsäurealkanolamid umgesetzt wird.One Another object of the invention are fatty acid alkanolamides having a Hazen color number of below 200, preparable by at least one amine, the at least one primary or secondary Contains amino group and at least one hydroxyl group, with at least one fatty acid is reacted to an ammonium salt, and this ammonium salt below is converted further to the fatty acid alkanolamide under microwave irradiation.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Fettsäurealkanolamide, die von Halogenidionen und aus Kupplungsreagentien stammenden Nebenprodukten frei sind, herstellbar, indem mindestens ein Amin, das mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe und mindestens eine Hydroxylgruppe enthält, mit mindestens einer Fettsäure zu einem Ammoniumsalz umgesetzt wird, und dieses Ammoniumsalz nachfolgend unter Mikrowellenbestrahlung weiter zum basischen Amid umgesetzt wird.One Another object of the invention are fatty acid alkanolamides, of halide ions and by-products derived from coupling reagents are free, preparable by at least one amine containing at least one primary or secondary amino group and at least one hydroxyl group containing at least one fatty acid to one Ammonium salt is reacted, and this ammonium salt below under microwave irradiation further converted to the basic amide becomes.

Unter Alkanolamiden werden Amide verstanden, die sich von Fettsäuren ableiten und deren Amidstickstoffatom mindestens einen mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituierten Kohlenwasserstoffrest trägt. Von Halogenidionen freie Fettsäureamide enthalten keine über die ubiquitären Mengen an Halogenidionen hinausgehenden Mengen dieser Ionen.Under Alkanolamides are understood to mean amides derived from fatty acids and their amide nitrogen atom at least one with at least one Hydroxyl group substituted hydrocarbon radical carries. From Halide ions contain free fatty acid amides no over the ubiquitous Amounts of halide ion exceeding amounts of these ions.

Der Begriff der Fettsäure wird in hier im Sinne von aliphatischer Monocarbonsäure verwendet. Unter Fettsäuren werden vorzugsweise Carbonsäuren verstanden, die einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50 C-Atomen tragen. Bevorzugte Fettsäuren haben 4 bis 50, insbesondere 6 bis 30 und speziell 8 bis 24 C-Atome wie beispielsweise 12 bis 18 C-Atome. Sie können natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein. Sie können Substituenten wie beispielsweise Halogenatome, halogenierte Alkylreste, Cyano-, Hydroxyalkyl-, Methoxy-, Nitril-, Nitro-, und/oder Sulfonsäuregruppen tragen mit der Maßgabe, dass diese unter den Reaktionsbedingungen stabil sind und keine Nebenreaktionen wie beispielsweise Eliminierungsreaktionen eingehen. Bevorzugt bestehen die Kohlenwasserstoffreste nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Besonders bevorzugte aliphatische Kohlenwasserstoffreste können linear, verzweigt oder zyklisch sowie gesättigt oder ungesättigt sein. Sind sie ungesättigt, so können sie eine oder mehrere wie beispielsweise zwei, drei oder mehr Doppelbindungen enthalten. Bevorzugt befindet sich keine Doppelbindung in α,β-Position zur Carboxylgruppe. So hat sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders zur Herstellung von Alkanolamiden mehrfach ungesättigter Fettsäuren bewährt, da die Doppelbindungen der ungesättigten Fettsäuren nicht angegriffen werden. Geeignete Fettsäuren sind beispielsweise Octan-, Decan-, Dodecan-, Tridecan-, Tetradecan-, 12-Methyltridecan-, Pentadecan-, 13-Methyltetradecan-, 12-Methyltetradecan-, Hexadecan-, 14-Methylpentadecan-, Heptadecan-, 15-Methylhexadecan-, 14-Methylhexadecan-, Octadecan-, Iso-Octadecan-, Icosan-, Docosan- und Tetracosansäure sowie Myristolein-, Palmitolein-, Hexadecadien-, Delta-9-cis-Heptadecen-, Öl-, Petroselin-, Vaccen-, Linol-, Linolen-, Gadolein-, Gondo-, Icosadien-, Arachidon-, Cetolein-, Eruca-, Docosadien- und Tetracosensäure sowie Ricinolsäure. Weiterhin geeignet sind aus natürlichen Fetten und Ölen wie beispielsweise Baumwollsamen-, Cocos-, Erdnuss-, Färberdistel-, Mais-, Palmkern-, Raps-, Ricinus-, Oliven-, Senfsamen, Soja-, Sonnenblumenöl sowie Talg-, Knochen- und Fischöl gewonnene Fettsäuremischungen. Als Fettsäuren bzw. Fettsäuremischungen für das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls geeignet sind Tallölfettsäure sowie Harz- und Naphthensäuren.The term fatty acid is used herein to mean aliphatic monocarboxylic acid. By fatty acids are preferably understood carboxylic acids which carry a hydrocarbon radical having 1 to 50 carbon atoms. Preferred fatty acids have 4 to 50, in particular 6 to 30 and especially 8 to 24 C-atoms, such as 12 to 18 C-atoms. They can be natural or synthetic. They may carry substituents such as, for example, halogen atoms, halogenated alkyl radicals, cyano, hydroxyalkyl, methoxy, nitrile, nitro and / or sulphonic acid groups with the proviso that they are stable under the reaction conditions and do not undergo side reactions such as, for example, elimination reactions. Preferably, the hydrocarbon radicals consist only of carbon and hydrogen. Particularly preferred aliphatic hydrocarbon radicals can be linear, branched or cyclic and saturated or unsaturated. If they are unsaturated, they may contain one or more, such as two, three or more double bonds. Preferably, there is no double bond in α, β-position to the carboxyl group. Thus, the process according to the invention has proved particularly suitable for the preparation of alkanolamides of polyunsaturated fatty acids, since the double bonds of the unsaturated fatty acids are not attacked. Suitable fatty acids are, for example, octane, decane, dodecane, tridecane, tetradecane, 12-methyltridecane, pentadecane, 13-methyltetradecane, 12-methyltetradecane, hexadecane, 14-methylpentadecane, heptadecane, 15 Methylhexadecane, 14-methylhexadecane, octadecane, iso-octadecane, icosan, docosane and tetracosanoic acid and myristolein, palmitoleic, hexadecadiene, delta-9-cis-heptadecene, oil, petroselin, vaccine , Linoleic, linolenic, gadolinein, gondo, Icosadiene, arachidonic, cetolein, eruca, docosadiene and tetracosensic acid and ricinoleic acid. Also suitable are natural fats and oils such as cottonseed, coconut, peanut, safflower, corn, palm kernel, rapeseed, castor, olive, mustard, soy, sunflower, tallow, bone and Fish oil-derived fatty acid mixtures. Also suitable as fatty acids or fatty acid mixtures for the process according to the invention are tall oil fatty acid and also resin and naphthenic acids.

Erfindungsgemäß geeignete Alkanolamine besitzen mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe, das heißt mindestens eine Aminogruppe trägt ein oder zwei Wasserstoffatome. Weiterhin trägt mindestens ein Alkylrest mindestens eine Hydroxylgruppe. Bevorzugte Amine entsprechen der Formel HNR¹R² worin R¹ für einen mindestens eine Hydroxylgruppe tragenden Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen und
R² für Wasserstoff, R¹ oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50 C-Atomen stehen.Alkanolamines which are suitable according to the invention have at least one primary or secondary amino group, ie at least one amino group carries one or two hydrogen atoms. Furthermore, at least one alkyl radical carries at least one hydroxyl group. Preferred amines correspond to the formula HNR ¹ R ² wherein R ^{1 is} a hydrocarbon radical having 1 to 50 carbon atoms and carrying at least one hydroxyl group
R ^{2 is} hydrogen, R ¹ or a hydrocarbon radical having 1 to 50 carbon atoms.

R¹ trägt bevorzugt 2 bis 20 Kohlenstoffatome wie beispielsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome. Weiterhin bevorzugt steht R¹ für einen linearen oder verzweigten Alkylrest. Dieser Alkylrest kann durch Heteroatome wie Sauerstoff oder Stickstoff unterbrochen sein. R¹ kann eine oder mehrere wie beispielsweise zwei, drei oder mehr Hydroxylgruppen tragen. Bevorzugt befinden sich die Hydroxylgruppe bzw. Hydroxylgruppen jeweils an einem primären oder sekundären C-Atom des Kohlenwasserstoffrests. Für den Fall, dass auch R² für R¹ steht, sind Amine bevorzugt, die insgesamt höchstens 5 und insbesondere 1, 2 oder 3 Hydroxylgruppen tragen.R ¹ preferably carries from 2 to 20 carbon atoms, such as from 3 to 10 carbon atoms. Furthermore, R ¹ is preferably a linear or branched alkyl radical. This alkyl radical may be interrupted by heteroatoms such as oxygen or nitrogen. R ¹ may carry one or more, such as two, three or more hydroxyl groups. Preferably, the hydroxyl group or hydroxyl groups are each located on a primary or secondary carbon atom of the hydrocarbon radical. In the event that R ^{2 also stands} for R ¹ , preference is given to amines which carry a total of at most 5 and in particular 1, 2 or 3 hydroxyl groups.

In einer bevorzugten Ausführungsform steht R¹ für eine Gruppe der Formel -(B-O)_m-H worin
B für einen Alkylenrest mit 2 bis 10 C-Atomen und
m für eine Zahl von 1 bis 500 steht.In a preferred embodiment, R ^{1 is} a group of the formula - (BO) _m -H wherein
B is an alkylene radical having 2 to 10 C atoms and
m is a number from 1 to 500.

Bevorzugt steht B für einen linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 2 bis 5 C-Atomen und insbesondere für eine Gruppe der Formel -CH₂-CH₂- und/oder -CH(CH₃)-CH₂-.B is preferably a linear or branched alkylene radical having 2 to 5 C atoms and in particular a group of the formula -CH ₂ -CH ₂ - and / or -CH (CH ₃ ) -CH ₂ -.

Bevorzugt steht m für eine Zahl zwischen 2 und 300 und insbesondere für eine Zahl zwischen 3 und 100. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform steht m für 1 oder 2. Bei Alkoxyketten mit m ≥ 3 und insbesondere mit m ≥ 5 kann es sich um eine Blockpolymerkette handeln, die alternierende Blöcke verschiedener Alkoxyeinheiten, vorzugsweise Ethoxy- und Propoxyeinheiten aufweist. Es kann sich dabei auch um eine Kette mit statistischer Abfolge der Alkoxyeinheiten oder um ein Homopolymer handeln.Prefers stands m for a number between 2 and 300 and in particular for a number between 3 and 100. In a particularly preferred embodiment, m is 1 or 2. For alkoxy chains with m ≥ 3 and in particular with m ≥ 5 it can be a block polymer chain containing alternating blocks of different types Alkoxy units, preferably ethoxy and propoxy units. It can also be a chain with a statistical sequence of Alkoxy units or to act as a homopolymer.

In einer bevorzugten Ausführungsform steht R² für Wasserstoff, C₁-C₃₀-Alkyl, C₂-C₃₀-Alkenyl, C₅-C₁₂-Cycloalkyl, C₆-C₁₂-Aryl, C₇-C₃₀–Aralkyl oder eine heteroaromatische Gruppe mit 5 bis 12 Ringgliedern. Die Kohlenwasserstoffreste können Heteroatome wie beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff enthalten sowie gegebenenfalls Substituenten wie beispielsweise Halogenatome, halogenierte Alkylreste, Nitro-, Cyano-, Nitril-, und/oder Aminogruppen tragen. Bevorzugt steht R² für Alkylreste mit 1 bis 18 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 8 C-Atomen und Alkenylreste mit 2 bis 18 C-Atomen, insbesondere mit 2 bis 8 C-Atomen. Diese Alkyl- und Alkenylreste können linear oder verzweigt sein. Geeignete Alkyl- und Alkenylreste sind beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, Hexy, Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hexadecyl, Octadecyl, iso-Stearyl und Oleyl.In a preferred embodiment, R ^{2 is} hydrogen, C ₁ -C ₃₀ -alkyl, C ₂ -C ₃₀ -alkenyl, C ₅ -C ₁₂ -cycloalkyl, C ₆ -C ₁₂ -aryl, C ₇ -C ₃₀ -aralkyl or a heteroaromatic group with 5 to 12 ring members. The hydrocarbon radicals may contain heteroatoms such as, for example, oxygen and nitrogen and optionally carry substituents such as, for example, halogen atoms, halogenated alkyl radicals, nitro, cyano, nitrile and / or amino groups. R ² preferably represents alkyl radicals having 1 to 18 C atoms, in particular having 1 to 8 C atoms and alkenyl radicals having 2 to 18 C atoms, in particular having 2 to 8 C atoms. These alkyl and alkenyl radicals can be linear or branched. Examples of suitable alkyl and alkenyl radicals are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, hexy, decyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, iso-stearyl and oleyl.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht R² für einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen wie beispielsweise Methyl oder Ethyl. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform steht R² für Wasserstoff.In a further preferred embodiment, R ^{2 is} an alkyl radical having 1 to 4 C atoms, such as, for example, methyl or ethyl. In a particularly preferred embodiment, R ^{2 is} hydrogen.

Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Fettsäuredi(alkanol)amiden, in denen R² für eine Gruppe der Formel -(B-O)_m-H steht, in der die Bedeutungen für B und m in R¹ und R² gleich oder verschieden seien können. Insbesondere sind die Bedeutungen für R¹ und R² dabei gleich.Particularly suitable is the process according to the invention for the preparation of fatty acid di (alkanol) amides in which R ^{2 is} a group of the formula - (BO) _m -H, in which the meanings for B and m in R ¹ and R ^{2 are} identical or different can be. In particular, the meanings for R ¹ and R ^{2 are} the same.

Beispiele für geeignete Alkanolamine sind Aminoethanol, 3-Amino-1-propanol, Isopropanolamin, N-Methylaminoethanol, N-Ethylaminoethanol, N-Butylethanolamin, N-Methylisopropanolamin, 2-(2-Aminoethoxy)ethanol, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 3-Amino-2,2-dimethyl-1-propanol, 2-Amino-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol, Diethanolamin, Dipropanolamin, Diisopropanolamin, Di(diethylenglykol)amin, N-(2-Aminoethyl)ethanolamin sowie Poly(ether)amine wie Poly(ethylenglykol)amin und Poly(propylenglykol)amin mit jeweils 4 bis 50 Alkylenoxideinheiten.Examples for suitable Alkanolamines are aminoethanol, 3-amino-1-propanol, isopropanolamine, N-methylaminoethanol, N-ethylaminoethanol, N-butylethanolamine, N-methylisopropanolamine, 2- (2-aminoethoxy) ethanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 3-amino-2,2-dimethyl-1-propanol, 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, diethanolamine, dipropanolamine, Diisopropanolamine, di (diethylene glycol) amine, N- (2-aminoethyl) ethanolamine and poly (ether) amines such as poly (ethylene glycol) amine and poly (propylene glycol) amine with, respectively 4 to 50 alkylene oxide units.

Das Verfahren ist insbesondere geeignet zur Herstellung von Laurinsäuremonoethanolamid, Laurinsäurediethanolamid, Laurinsäurediglykolamid, Cocosfettsäuremonoethanolamid, Cocosfettsäurediethanolamid, Cocosfettsäurediglykolamid, Stearinsäuremonoethanolamid, Stearinsäurediethanolamid, Stearinsäurediglykolamid, Tallölfettsäuremonoethanolamid, Tallölfettsäurediethanolamid und Tallölfettsäurediglykolamid.The Process is particularly suitable for the preparation of lauric acid monoethanolamide, lauric, Laurinsäurediglykolamid, coconut fatty acid monoethanolamide, coconut fatty acid diethanolamide, Cocosfettsäurediglykolamid, stearic, Stearic acid diethanolamide, stearic acid diglycolamide, Tallölfettsäuremonoethanolamid, Tallölfettsäurediethanolamid and tall oil fatty acid diglycolamide.

Die erfindungsgemäß hergestellten Alkanolamide enthalten bezogen auf die Gesamtheit der vorhandenen Fettsäuren und Fettsäurederivate bevorzugt weniger als 5 mol-%, speziell weniger als 2 mol-% und insbesondere praktisch keine aus der Acylierung der Hydroxylgruppe des Alkanolamins resultierenden Ester bzw. Esteramide. Unter praktisch keine Ester und Alkanolaminester enthaltend werden Alkanolamide verstanden, deren Ester- und Esteramidgehalt unter 1 mol-% liegt und mit üblichen Analysenverfahren wie beispielsweise der ¹H-NMR-Spektroskopie nicht nachgewiesen werden kann.The alkanolamides prepared according to the invention contain, based on the totality of the fatty acids and fatty acid derivatives present, preferably less than 5 mol%, especially less than 2 mol% and in particular practically no resulting from the acylation of the hydroxyl group of the alkanolamine ester or ester amides. Under virtually no ester and alkanolamine containing alkanolamides are understood, the ester and ester amide content is below 1 mol% and can not be detected by conventional analytical methods such as ¹ H-NMR spectroscopy.

Die Hazen-Farbzahl der erfindungsgemäß hergestellten Alkanolamide liegt bezogen auf 100 % Aktivsubstanz bevorzugt unterhalb 150 und insbesondere unterhalb 100.The Hazen color number of the invention produced Alkanolamides are preferably below based on 100% of active substance 150 and in particular below 100.

Der Gesamtgehalt der erfindungsgemäß hergestellten Alkanolamide an Estern und Esteramiden liegt bevorzugt unter 2 mol-% wie beispielsweise unter 1 mol-%.Of the Total content of the invention produced Alkanolamides on esters and ester amides are preferably below 2 mol% such as below 1 mol%.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können Fettsäure und Amin in beliebigen Verhältnissen miteinander zur Reaktion gebracht werden. Bevorzugt erfolgt die Umsetzung mit molaren Verhältnissen zwischen Fettsäure und Amin von 10:1 bis 1:10, bevorzugt von 2:1 bis 1:2, speziell von 1:1,2 bis 1,2:1 und insbesondere equimolar.in the inventive method can be fatty acid and Amine in any proportions be reacted with each other. Preferably, the Reaction with molar ratios between fatty acid and amine from 10: 1 to 1:10, preferably from 2: 1 to 1: 2, especially from 1: 1.2 to 1.2: 1 and especially equimolar.

In vielen Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, mit einem geringen Überschuss an Amin, das heißt molaren Verhältnissen von Amin zu Fettsäure von mindestens 1,01:1,00 und insbesondere zwischen 1,02:1,00 und 1,3:1,0 wie beispielsweise zwischen 1,05:1,0 und 1,1:1 zu arbeiten. Dabei wird die Fettsäure praktisch quantitativ zum Alkanolamid umgesetzt. Besonders vorteilhaft ist dieses Verfahren, wenn das eingesetzte, mindestens eine primäre und/oder sekundäre und mindestens eine Hydroxylgruppe tragende Alkanolamin leicht flüchtig ist. Leicht flüchtig heißt hier, dass das Amin einen Siedepunkt bei Normaldruck von vorzugsweise unterhalb 200°C wie beispielsweise unterhalb 150°C besitzt und sich somit destillativ vom Amid abtrennen lässt.In many cases it has proven to be advantageous with a slight excess to amine, that is molar ratios from amine to fatty acid of at least 1.01: 1.00 and in particular between 1.02: 1.00 and 1.3: 1.0, for example, between 1.05: 1.0 and 1.1: 1. This is the fatty acid practically quantitatively converted to the alkanolamide. Especially advantageous is this method, if used, at least one primary and / or secondary and at least one hydroxyl-bearing alkanolamine is highly volatile. Slightly volatile is called here, that the amine has a boiling point at normal pressure of preferably below 200 ° C like for example below 150 ° C has and therefore can be separated by distillation from the amide.

Die erfindungsgemäße Herstellung der Amide erfolgt durch Umsetzung der Fettsäure und des Alkanolamins zum Ammoniumsalz und nachfolgender Bestrahlung des Salzes mit Mikrowellen. Das Ammoniumsalz wird dabei bevorzugt in-situ erzeugt und nicht isoliert. Bevorzugt wird der durch die Mikrowellenbestrahlung bedingte Temperaturanstieg durch Regelung der Mikrowellenintensität und/oder Kühlung des Reaktionsgefäßes auf maximal 300°C begrenzt. Besonders bewährt hat sich die Durchführung der Umsetzung bei Temperaturen zwischen 100 und maximal 250°C und speziell zwischen 120 und maximal 200°C wie beispielsweise bei Temperaturen zwischen 125 und 180°C.The inventive production The amides are made by reacting the fatty acid and the alkanolamine for Ammonium salt and subsequent irradiation of the salt with microwaves. The ammonium salt is preferably generated in situ and not isolated. Preferably, the condition caused by the microwave irradiation Temperature increase by controlling the microwave intensity and / or cooling of the Reaction vessel on limited to 300 ° C. Especially proven has the implementation the reaction at temperatures between 100 and a maximum of 250 ° C and specifically between 120 and a maximum of 200 ° C such as at temperatures between 125 and 180 ° C.

Die Dauer der Mikrowellenbestrahlung hängt von verschiedenen Faktoren wie dem Reaktionsvolumen, der Geometrie des Reaktionsraumes und dem gewünschten Umsetzungsgrad ab. Üblicherweise wird die Mikrowellenbestrahlung über einen Zeitraum von weniger als 30 Minuten, bevorzugt zwischen 0,01 Sekunden und 15 Minuten, besonders bevorzugt zwischen 0,1 Sekunden und 10 Minuten und insbesondere zwischen einer Sekunde und 5 Minuten wie beispielsweise zwischen 5 Sekunden und 2 Minuten vorgenommen. Die Intensität (Leistung) der Mikrowellenstrahlung wird dabei so eingestellt, dass das Reaktionsgut in möglichst kurzer Zeit die angestrebte Reaktionstemperatur erreicht. Zum anschließenden Aufrechterhalten der Temperatur kann das Reaktionsgut mit reduzierter und/oder gepulster Leistung weiter bestrahlt werden. Zur Einhaltung der Maximaltemperatur bei gleichzeitig größtmöglicher Mikrowelleneinstrahlung hat es sich bewährt, das Reaktionsgut beispielsweise mittels Kühlmantel, im Reaktionsraum befindliche Kühlrohre, durch intermittierende Kühlung zwischen verschiedenen Bestrahlungszonen und/oder durch Siedekühlung über externe Wärmetauscher zu kühlen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Umsetzungsprodukt direkt nach Beendigung der Mikrowellenbestrahlung möglichst schnell auf Temperaturen unterhalb 120°C, bevorzugt unterhalb 100°C und speziell unterhalb 60°C abgekühlt.The Duration of microwave irradiation depends on various factors as the reaction volume, the geometry of the reaction space and the desired one Degree of conversion. Usually will the microwave irradiation over a period of less than 30 minutes, preferably between 0.01 seconds and 15 minutes, more preferably between 0.1 second and 10 Minutes and especially between a second and 5 minutes like for example between 5 seconds and 2 minutes. The intensity (Power) of the microwave radiation is adjusted so that the reaction in as possible reached the desired reaction temperature for a short time. For subsequent maintenance the temperature of the reaction mixture with reduced and / or pulsed Power continues to be irradiated. To maintain the maximum temperature at the same time greatest possible Microwave radiation, it has been proven, the reaction mixture, for example by means of cooling jacket, cooling tubes in the reaction space, by intermittent cooling between different irradiation zones and / or by evaporative cooling via external heat exchangers to cool. In a preferred embodiment the reaction product is directly after completion of the microwave irradiation as fast as possible to temperatures below 120 ° C, preferably below 100 ° C and especially below 60 ° C cooled.

Bevorzugt wird die Umsetzung bei Drücken zwischen 0,1 und 200 bar und speziell zwischen 1 bar (Atmosphärendruck) und 50 bar durchgeführt. Besonders bewährt hat sich das Arbeiten in geschlossenen Gefäßen, in denen oberhalb des Siedepunkts der Edukte bzw. Produkte, des gegebenenfalls anwesenden Lösemittels und/oder oberhalb des während der Reaktion gebildeten Reaktionswassers gearbeitet wird. Üblicherweise reicht der sich auf Grund der Erwärmung des Reaktionsansatzes einstellende Druck zur erfolgreichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus. Es kann aber auch unter erhöhtem Druck und/oder unter Anlegen eines Druckprofils gearbeitet werden. In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter Atmosphärendruck, wie er sich zum Beispiel im offenen Gefäß einstellt, gearbeitet.Prefers is the implementation at pressures between 0.1 and 200 bar and especially between 1 bar (atmospheric pressure) and 50 bar performed. Especially proven Working in closed containers, in which above the Boiling point of the starting materials or products, if present solvent and / or above during the reaction water formed reaction is worked. Usually is sufficient due to the heating of the reaction mixture adjusting pressure for successful implementation of the method according to the invention out. It can also be under increased Pressure and / or under application of a pressure profile to be worked. In a further preferred variant of the method according to the invention is under atmospheric pressure, as he adjusts, for example, in an open vessel, worked.

Zur Vermeidung von Nebenreaktionen und zur Herstellung von möglichst reinen Produkten hat es sich bewährt, das erfindungsgemäße Verfahren in Gegenwart eines inerten Schutzgases wie beispielsweise Stickstoff, Argon oder Helium durchzuführen.to Avoidance of side reactions and for the production of possible pure products, it has proven the inventive method in the presence of an inert protective gas such as nitrogen, To carry out argon or helium.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Beschleunigung bzw. zur Vervollständigung der Reaktion in Gegenwart von dehydratisierenden Katalysatoren gearbeitet. Vorzugsweise arbeitet man dabei in Gegenwart eines sauren anorganischen, metallorganischen oder organischen Katalysators oder Gemischen aus mehreren dieser Katalysatoren.In a preferred embodiment is used to accelerate or complete the reaction in the presence worked from dehydrating catalysts. Preferably works in the presence of an acidic inorganic, organometallic or organic catalyst or mixtures of several of these Catalysts.

Als saure anorganische Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Schwefelsäure, Phosphorsäure, Phosphonsäure, hypophosphorige Säure, Aluminiumsulfathydrat, Alaun, saures Kieselgel und saures Aluminiumhydroxid zu nennen. Weiterhin sind beispielsweise Aluminiumverbindungen der allgemeinen Formel Al(OR⁵)₃ und Titanate der allgemeinen Formel Ti(OR⁵)₄ als saure anorganische Katalysatoren einsetzbar, wobei die Reste R⁵ jeweils gleich oder verschieden sein können und unabhängig voneinander gewählt sind aus C₁-C₁₀-Alkylresten, beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, 2-Ethylhexy, n-Nonyl oder n-Decyl, C₃-C₁₂-Cycloalkylresten, beispielsweise Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl und Cyclododecyl; bevorzugt sind Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cycloheptyl. Bevorzugt sind die Reste R⁵ in Al(OR⁵)₃ bzw. Ti(OR⁵)₄ jeweils gleich und gewählt aus Isopropyl, Butyl und 2-Ethylhexyl.Examples of acidic inorganic catalysts for the purposes of the present invention are sulfuric acid, phosphoric acid, phosphonic acid, hypophosphorous acid, aluminum sulfate hydrate, alum, acidic silica gel and acidic aluminum hydroxide. Furthermore, for example, aluminum compounds of the general formula Al (OR ⁵ ) ₃ and titanates of the general formula Ti (OR ⁵ ) ₄ can be used as acidic inorganic catalysts, where the radicals R ^{5 can} each be identical or different and are independently selected from C ₁ - C ₁₀ -alkyl radicals, for example methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, sec-pentyl, neo -Pentyl, 1,2-dimethylpropyl, iso -amyl, n-hexyl, sec-hexyl, n-heptyl, n-octyl, 2-ethylhexy, n-nonyl or n-decyl, C ₃ -C ₁₂ cycloalkyl radicals, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, cycloundecyl and cyclododecyl; preferred are cyclopentyl, cyclohexyl and cycloheptyl. The radicals R ⁵ in Al (OR ⁵ ) ₃ or Ti (OR ⁵ ) ₄ are preferably identical and selected from isopropyl, butyl and 2-ethylhexyl.

Bevorzugte saure metallorganische Katalysatoren sind beispielsweise gewählt aus Dialkylzinnoxiden (R⁵)₂SnO, wobei R⁵ wie oben stehend definiert ist. Ein besonders bevorzugter Vertreter für saure metallorganische Katalysatoren ist Di-n-butylzinnoxid, das als sogenanntes Oxo-Zinn oder als Fascat^®-Marken kommerziell erhältlich ist.Preferred acidic organometallic catalysts are, for example, selected from dialkyltin oxides (R ⁵ ) ₂ SnO, where R ^{5 is} as defined above. A particularly preferred representatives of acidic organometallic catalysts is di-n-butyltin oxide, which is commercially available as so-called Oxo-tin or as Fascat ^® brands.

Bevorzugte saure organische Katalysatoren sind saure organische Verbindungen mit beispielsweise Phosphatgruppen, Sulfonsäuregruppen, Sulfatgruppen oder Phosphonsäuregruppen. Besonders bevorzugte Sulfonsäuren enthalten mindestens eine Sulfonsäuregruppe und mindestens einen gesättigten oder ungesättigten, linearen, verzweigten und/oder zyklischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 40 C-Atomen und bevorzugt mit 3 bis 24 C-Atomen. Insbesondere bevorzugt sind aromatische Sulfonsäuren, speziell alkylaromatische Mono-Sulfonsäuren mit einem oder mehreren C₁-C₂₈-Alkylresten und insbesondere solche mit C₃-C₂₂-Alkylresten. Geeignete Beispiele sind Methansulfonsäure, Butansulfonsäure, Benzolsulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Xylolsulfonsäure, 2-Mesitylensulfonsäure, 4-Ethylbenzolsulfonsäure, Isopropylbenzolsulfonsäure, 4-Butylbenzolsulfonsäure, 4-Octylbenzolsulfonsäure; Dodecylbenzolsulfonsäure, Didodecylbenzolsulfonsäure, Naphthalinsulfonsäure. Auch saure Ionenaustauscher können als saure organische Katalysatoren eingesetzt werden, beispielsweise Sulfonsäuregruppenhaltige Poly(styrol)-Harze, die mit etwa 2 mol-% Divinylbenzol vernetzt sind.Preferred acidic organic catalysts are acidic organic compounds with, for example, phosphate groups, sulfonic acid groups, sulfate groups or phosphonic acid groups. Particularly preferred sulfonic acids contain at least one sulfonic acid group and at least one saturated or unsaturated, linear, branched and / or cyclic hydrocarbon radical having 1 to 40 carbon atoms and preferably having 3 to 24 carbon atoms. Particular preference is given to aromatic sulfonic acids, especially alkylaromatic monosulfonic acids having one or more C ₁ -C ₂₈ -alkyl radicals and, in particular, those having C ₃ -C ₂₂ -alkyl radicals. Suitable examples are methanesulfonic acid, butanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, 2-mesitylenesulfonic acid, 4-ethylbenzenesulfonic acid, isopropylbenzenesulfonic acid, 4-butylbenzenesulfonic acid, 4-octylbenzenesulfonic acid; Dodecylbenzenesulfonic acid, didodecylbenzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid. Acidic ion exchangers can also be used as acidic organic catalysts, for example poly (styrene) sulfonic acid groups which are crosslinked with about 2 mol% of divinylbenzene.

Besonders bevorzugt für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Borsäure, Phosphorsäure, Polyphosphorsäure und Polystyrolsulfonsäuren. Insbesondere bevorzugt sind Titanate der allgemeinen Formel Ti(OR⁵)₄ und speziell Titantetrabutylat und Titantetraisopropylat.Boron acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid and polystyrenesulfonic acids are particularly preferred for carrying out the process according to the invention. Especially preferred are titanates of the general formula Ti (OR ⁵ ) ₄ and especially titanium tetrabutylate and titanium tetraisopropylate.

Wünscht man saure anorganische, metallorganische oder organische Katalysatoren einzusetzen, so setzt man erfindungsgemäß 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,02 bis 2 Gew.-% Katalysator ein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ohne Katalysator gearbeitet.Do you wish acidic inorganic, organometallic or organic catalysts to use, it is according to the invention from 0.01 to 10 wt .-%, preferably From 0.02 to 2% by weight of catalyst. In a particularly preferred embodiment is worked without catalyst.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Mikrowellenbestrahlung in Gegenwart von sauren, festen Katalysatoren durchgeführt. Dabei wird der feste Katalysator in dem gegebenenfalls mit Lösemittel versetzten Ammoniumsalz suspendiert oder bei kontinuierlichen Verfahren Vorteilhafterweise das gegebenenfalls mit Lösemittel versetzte Ammoniumsalz über einen Festbettkatalysator geleitet und Mikrowellenstrahlung ausgesetzt. Geeignete feste Katalysatoren sind beispielsweise Zeolithe, Kieselgel, Montmorillonit und (teil)vernetzte Polystyrolsulfonsäure, die gegebenenfalls mit katalytisch aktiven Metallsalzen imprägniert sein können. Geeignete saure Ionentauscher auf Basis von Polystyrolsulfonsäuren, die als Festphasenkatalysatoren eingesetzt werden können, sind beispielsweise von der Firma Rohm&Haas unter der Markenbezeichnung Amberlyst^® erhältlich.In a further preferred embodiment, the microwave irradiation is carried out in the presence of acidic solid catalysts. In this case, the solid catalyst is suspended in the optionally mixed with solvent ammonium salt or passed in continuous processes advantageously the optionally with solvent-added ammonium salt over a fixed bed catalyst and exposed to microwave radiation. Suitable solid catalysts are, for example, zeolites, silica gel, montmorillonite and (partially) crosslinked polystyrenesulphonic acid, which may optionally be impregnated with catalytically active metal salts. Suitable acidic ion exchanger based on polystyrene sulfonic acids that can be used as solid phase catalysts are, for example, by the company Rohm & Haas under the trademark Amberlyst ^® available.

Es hat sich bewährt, in Gegenwart von Lösemitteln zu arbeiten um beispielsweise die Viskosität des Reaktionsmediums abzusenken, das Reaktionsgemisch, sofern es heterogen ist, zu fluidisieren und/oder die Wärmeabfuhr beispielsweise mittels Siedekühlung zu verbessern. Dafür können prinzipiell alle Lösemittel eingesetzt werden, die unter den angewendeten Reaktionsbedingungen inert sind und nicht mit den Edukten bzw. den gebildeten Produkten reagieren. Ein wichtiger Faktor bei der Auswahl geeigneter Lösemittel ist deren Polarität, die einerseits die Löseeigenschaften und andererseits das Ausmaß der Wechselwirkung mit Mikrowellenstrahlung bestimmt. Ein besonders wichtiger Faktor bei der Auswahl geeigneter Lösemittel ist deren dielektrischer Verlust ε''. Der dielektrische Verlust ε'' beschreibt den Anteil an Mikrowellenstrahlung, der bei der Wechselwirkung einer Substanz mit Mikrowellenstrahlung in Wärme überführt wird. Letzt genannter Wert hat sich als besonders wichtiges Kriterium für die Eignung eines Lösemittels für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen. Besonders bewährt hat sich das Arbeiten in Lösemitteln, die eine möglichst geringe Mikrowellenabsorption zeigen und somit nur einen kleinen Beitrag zur Erwärmung des Reaktionssystems liefern. Für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugte Lösemittel besitzen einen bei Raumtemperatur und 2450 MHz gemessenen dielektrischen Verlust ε'' von weniger als 10 und vorzugsweise weniger als 1 wie beispielsweise weniger als 0,5. Eine Übersicht über den dielektrischen Verlust verschiedener Lösemittel findet sich zum Beispiel in „Microwave Synthesis" von B. L. Hayes, CEM Publishing 2002. Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind insbesondere Lösemittel mit ε''-Werten unterhalb 10 wie N-Methylpyrrolidon, N,N-Dimethylformamid oder Aceton, und insbesondere Lösemittel mit ε''-Werten unterhalb 1. Beispiele für besonders bevorzugte Lösemittel mit ε''-Werten unterhalb 1 sind aromatische und/oder aliphatische Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Toluol, Xylol, Ethylbenzol, Tetralin, Hexan, Cyclohexan, Decan, Pentadecan, Dekalin sowie kommerzielle Kohlenwasserstoffgemische wie Benzinfraktionen, Kerosin, Solvent Naphtha, ^®Shellsol AB, ^®Solvesso 150, ^®Solvesso 200, ^®Exxsol, ^®Isopar und ^®Shellsol-Typen. Lösemittelgemische, die ε''-Werte bevorzugt unterhalb 10 und speziell unterhalb 1 aufweisen, sind für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gleichermaßen bevorzugt. Prinzipiell ist das erfindungsgemäße Verfahren auch in Lösemitteln mit ε''-Werten von 10 und höher möglich, doch erfordert dies besondere Maßnahmen zur Einhaltung der Maximaltemperatur und führt oftmals zu verminderten Ausbeuten. Sofern in Gegenwart von Lösemitteln gearbeitet wird, liegt deren Anteil an der Reaktionsmischung bevorzugt zwischen 2 und 95 Gew.-%, speziell zwischen 5 und 90 Gew.-% und insbesondere zwischen 10 und 75 Gew.-% wie beispielsweise zwischen 30 und 60 Gew.-%. Besonders bevorzugt wird die Reaktion lösemittelfrei durchgeführt.It has been proven to work in the presence of solvents to lower, for example, the viscosity of the reaction medium to fluidize the reaction mixture, if it is heterogeneous and / or to improve the heat dissipation, for example by means of evaporative cooling. In principle, all solvents can be used which are inert under the reaction conditions used and do not react with the starting materials or the products formed. An important factor in the selection of suitable solvents is their polarity, which on the one hand determines the dissolving properties and on the other hand determines the extent of the interaction with microwave radiation. A particularly important factor in the selection of suitable solvents is their dielectric loss ε ". The dielectric loss ε "describes the proportion of microwave radiation which is converted into heat during the interaction of a substance with microwave radiation. The latter value has proved to be a particularly important criterion for the suitability of a solvent for carrying out the method according to the invention. Working in solvents which have the lowest possible microwave absorption and thus only a small contribution to the heating of the reaction system has proven particularly useful. Preferred solvents for the process according to the invention have a dielectric loss ε "measured at room temperature and 2450 MHz of less than 10 and preferably less than 1, such as, for example less than 0.5. An overview of the dielectric loss of various solvents can be found, for example, in "Microwave Synthesis" by BL Hayes, CEM Publishing 2002. Suitable solvents for the process according to the invention are in particular solvents having ε '' values below 10, such as N-methylpyrrolidone, N, N- Dimethylformamide or acetone, and in particular solvents having ε '' values below 1. Examples of particularly preferred solvents having ε '' values below 1 are aromatic and / or aliphatic hydrocarbons, such as, for example, toluene, xylene, ethylbenzene, tetralin, hexane, cyclohexane, Decane, pentadecane, decalin, and commercial hydrocarbon mixtures such as gasoline fractions, kerosene, solvent naphtha, ^® Shellsol AB, ^® Solvesso 150, ^® Solvesso 200, ^® Exxsol, ^® Isopar and ^® Shellsol types, solvent mixtures, the ε '' values preferably below 10 and especially below 1, are equally preferred for carrying out the process according to the invention The process according to the invention is also possible in solvents having ε '' values of 10 and higher, but this requires special measures for maintaining the maximum temperature and often leads to reduced yields. If it is carried out in the presence of solvents, their proportion of the reaction mixture is preferably between 2 and 95 wt .-%, especially between 5 and 90 wt .-% and in particular between 10 and 75 wt .-%, such as between 30 and 60 wt .-%. Particularly preferably, the reaction is carried out solvent-free.

Die Mikrowellenbestrahlung wird üblicherweise in Geräten durchgeführt, die einen Reaktionsraum aus einem für Mikrowellen weitestgehend transparenten Material besitzen, in den in einem Mikrowellengenerator erzeugte Mikrowellenstrahlung über geeignete Antennensysteme eingekoppelt wird. Mikrowellengeneratoren, wie beispielsweise das Magnetron und das Klystron sind dem Fachmann bekannt.The Microwave irradiation usually becomes in devices carried out, a reaction space of a microwave for the most part transparent Own material into those generated in a microwave generator Microwave radiation over suitable antenna systems is coupled. Microwave generators, such as the magnetron and the klystron are those skilled in the art known.

Als Mikrowellen werden elektromagnetische Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen etwa 1 cm und 1 m und Frequenzen zwischen etwa 300 MHz und 30 GHz bezeichnet. Dieser Frequenzbereich ist prinzipiell für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Bevorzugt wird für das erfindungsgemäße Verfahren Mikrowellenstrahlung mit den für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Anwendungen freigegebenen Frequenzen von 915 MHz, 2,45 GHz, 5,8 GHz oder 27,12 GHz verwendet. Es kann sowohl im Mono- bzw. Quasi-Monomode wie auch im Multimode gearbeitet werden. Beim Monomode, der hohe Anforderungen an Geometrie und Größe von Apparatur und Reaktionsraum stellt, wird dabei durch eine stehende Welle insbesondere an deren Maximum eine sehr hohe Energiedichte erzeugt. Beim Multimode dagegen wird der gesamte Reaktionsraum weitgehend homogen bestrahlt, was zum Beispiel größere Reaktionsvolumina ermöglicht.When Microwaves become electromagnetic waves with a wavelength between about 1 cm and 1 m and frequencies between about 300 MHz and 30 GHz designated. This frequency range is in principle for the method according to the invention suitable. It is preferred for the inventive method Microwave radiation with the for industrial, scientific and medical applications shared Frequencies of 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz or 27.12 GHz used. It can be used in mono- or quasi-single mode as well as in multimode to be worked. In monomode, the high demands on geometry and size of equipment and reaction space, is characterized by a standing wave in particular at whose maximum a very high energy density is generated. In multimode In contrast, the entire reaction space is largely homogeneously irradiated. for example, larger reaction volumes allows.

Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in das Reaktionsgefäß einzustrahlende Mikrowellenleistung ist insbesondere abhängig von der Geometrie des Reaktionsraums und damit des Reaktionsvolumens sowie der Dauer der erforderlichen Bestrahlung. Sie liegt üblicherweise zwischen 100 W und mehreren 100 kW und insbesondere zwischen 200 W und 100 kW wie beispielsweise zwischen 500 W und 70 kW. Sie kann an einer oder mehreren Stellen des Reaktors appliziert werden. Sie kann über einen oder mehrere Mikrowellengeneratoren erzeugt werden.The for the execution the method according to the invention into the reaction vessel to be irradiated Microwave power is particularly dependent on the geometry of the Reaction space and thus the reaction volume and the duration of the required Irradiation. It is usually between 100 W and several 100 kW and in particular between 200 W and 100 kW, such as between 500 W and 70 kW. She can at one or several points of the reactor can be applied. She can over one or multiple microwave generators are generated.

Die Reaktion kann diskontinuierlich im Batch-Verfahren oder, bevorzugt, kontinuierlich zum Beispiel in einem Strömungsrohr durchgeführt werden. Sie kann weiterhin in semi-Batch Prozessen wie beispielsweise kontinuierlich betriebenen Rührreaktoren oder Kaskadenreaktoren durchgeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Reaktion in einem geschlossenen Gefäß durchgeführt, wobei das sich bildende Kondensat sowie gegebenenfalls Edukte und, sofern anwesend, Lösemittel zu einem Druckaufbau führen. Nach Beendigung der Reaktion kann der Überdruck durch Entspannung zur Verflüchtigung und Abtrennung von Reaktionswasser und gegebenenfalls Lösemittel sowie überschüssigen Edukten und/oder Abkühlung des Reaktionsprodukts verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform wird das gebildete Reaktionswasser nach dem Abkühlen und/oder Entspannen durch übliche Verfahren wie beispielsweise Phasentrennung, Destillation und/oder Absorption abgetrennt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ebenso erfolgreich in einem offenen Gefäß unter Siedekühlung und/oder Auskreisen des Reaktionswassers erfolgen.The Reaction can be batchwise batchwise or, preferably, be carried out continuously, for example in a flow tube. You can continue in semi-batch Processes such as continuously operated stirred reactors or cascade reactors become. In a preferred embodiment, the reaction carried out in a closed vessel, being the forming condensate and optionally starting materials and, if present, solvent lead to a pressure build-up. After completion of the reaction, the pressure can be reduced by relaxation to volatilize and separation of water of reaction and optionally solvent as well as excess starting materials and / or cooling of the reaction product. In a further embodiment the reaction water formed after cooling and / or venting by conventional methods such as phase separation, distillation and / or absorption separated. The inventive method can be equally successful in an open vessel with boiling cooling and / or circling the reaction water take place.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem diskontinuierlichen Mikrowellenreaktor durchgeführt. Dabei wird die Mikrowellenbestrahlung in einem gerührten Gefäß vorgenommen. Bevorzugt befinden sich zur Abführung überschüssiger Wärme im Reaktionsgefäß Kühlelemente wie beispielsweise Kühlfinger oder Kühlschlangen oder an das Reaktionsgefäß angeflanscht Rückflusskühler zur Siedekühlung des Reaktionsmediums. Für die Bestrahlung größerer Reaktionsvolumina wird die Mikrowelle hier bevorzugt im Multimode betrieben. Die diskontinuierliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt durch Variation der Mikrowellenleistung schnelle wie auch langsame Heizraten und insbesondere das Halten der Temperatur über längere Zeiträume wie beispielsweise mehrere Stunden. Die Reaktanden und gegebenenfalls Lösemittel und weitere Hilfsstoffe können vor Beginn der Mikrowellenbestrahlung im Reaktionsgefäß vorgelegt werden. Bevorzugt haben sie dabei Temperaturen unterhalb 100°C wie beispielsweise zwischen 10°C und 50°C. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Reaktanden oder Teile davon dem Reaktionsgefäß erst während der Bestrahlung mit Mikrowellen zugeführt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der diskontinuierliche Mikrowellenreaktor unter kontinuierlichem Zuführen von Edukten und gleichzeitigem Ausschleusen von Reaktionsgut in Form eines Semi-Batch- bzw. Kaskadenreaktors betrieben.In a preferred embodiment, the process according to the invention is carried out in a discontinuous microwave reactor. The microwave irradiation is carried out in a stirred vessel. Preferably, to remove excess heat in the reaction vessel cooling elements such as cold fingers or cooling coils or flanged to the reaction vessel reflux condenser for Siedekühlung the reaction medium. For the irradiation of larger reaction volumes, the microwave is here preferably operated in multimode. The discontinuous embodiment of the method according to the invention allows rapid as well as slow heating rates by varying the microwave power and in particular maintaining the temperature for longer periods of time such as several hours. The reactants and, if appropriate, solvents and further auxiliaries can be initially introduced into the reaction vessel before the beginning of the microwave irradiation. They preferably have temperatures below 100 ° C as at for example between 10 ° C and 50 ° C. In a preferred embodiment, the reactants or parts thereof are supplied to the reaction vessel only during the microwave irradiation. In a further preferred embodiment, the discontinuous microwave reactor is operated with continuous feeding of educts and simultaneous discharge of the reaction mixture in the form of a semi-batch or cascade reactor.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem kontinuierlichen Mikrowellenreaktor durchgeführt. Die Reaktionsmischung wird dazu durch ein druckfestes, gegenüber den Reaktanden inertes, für Mikrowellen weitestgehend transparentes und in einen Mikrowellenofen eingebautes Reaktionsrohr geführt. Dieses Reaktionsrohr hat bevorzugt zylindrischen Querschnitt und bevorzugt einen Durchmesser von einem Millimetern bis ca. 50 cm, speziell zwischen 1 mm und 35 cm wie beispielsweise zwischen 2 mm und 15 cm. Es ist auf seiner Länge von mindestens einem, bevorzugt aber mehreren wie beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben acht oder mehr Mikrowellenstrahlern umgeben. Die Mikrowelleneinstrahlung erfolgt bevorzugt über den Rohrmantel. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Mikrowelleneinstrahlung mittels Antennen über die Rohrenden. Das Reaktionsrohr ist üblicherweise am Einlass mit einer Dosierpumpe sowie einem Manometer und am Auslass mit einem Druckhalteventil und einem Wärmetauscher versehen. Bevorzugt werden die Edukte Alkanolamin und Fettsäure, beide unabhängig voneinander gegebenenfalls mit Lösemittel verdünnt, erst kurz vor dem Eintritt in das Reaktionsrohr vermischt. Weiterhin bevorzugt werden die Edukte dem erfindungsgemäßen Verfahren in flüssiger Form mit Temperaturen unterhalb 100°C wie beispielsweise zwischen 10°C und 50°C zugeführt. Dazu können höher schmelzende Edukte beispielsweise in geschmolzenem Zustand oder mit Lösemittel versetzt eingesetzt werden.In a particularly preferred embodiment becomes the method according to the invention carried out in a continuous microwave reactor. The Reaction mixture is characterized by a pressure-resistant, compared to the Reactants inert, for microwaves largely transparent and built into a microwave oven Reaction tube out. This reaction tube preferably has cylindrical cross section and preferably a diameter of one millimeter to about 50 cm, specifically between 1 mm and 35 cm, such as between 2 mm and 15 cm. It is on his length at least one, but preferably several such as for example two three four five, surrounded by six, seven, eight or more microwave heaters. The microwave radiation preferably takes place via the pipe jacket. In a further preferred embodiment takes place the microwave radiation via antennas via the pipe ends. The reaction tube is usually at the inlet with a metering pump and a pressure gauge and at the outlet provided with a pressure-holding valve and a heat exchanger. Prefers the educts are alkanolamine and fatty acid, both independently optionally with solvent diluted mixed just before entering the reaction tube. Farther The starting materials are preferably the process of the invention in liquid form with temperatures below 100 ° C such as between 10 ° C and 50 ° C supplied. To can higher melting Educts, for example, in a molten state or with solvent be used offset.

Durch Variation von Rohrquerschnitt, Länge der Bestrahlungszone (hierunter wird der Anteil des Reaktionsrohres verstanden, in dem das Reaktionsgut Mikrowellenstrahlung ausgesetzt ist), Fließgeschwindigkeit, Geometrie der Mikrowellenstrahler, der eingestrahlten Mikrowellenleistung sowie der dabei erreichten Temperatur werden die Reaktionsbedingungen so eingestellt, dass die maximale Reaktionstemperatur schnellstmöglich erreicht wird und die Verweilzeit bei Maximaltemperatur so kurz bleibt, dass so wenig Neben- oder Folgereaktionen wie möglich auftreten. Bevorzugt wird der kontinuierliche Mikrowellenreaktor im Monomode oder Quasi-Monomode betrieben. Die Verweilzeit im Reaktionsrohr liegt dabei bevorzugt zwischen 0,01 Sekunden und 15 Minuten wie beispielsweise zwischen 0,1 Sekunden und 5 Minuten. Das Reaktionsgut kann zur Vervollständigung der Reaktion, gegebenenfalls nach Zwischenkühlung, mehrfach den Reaktor durchlaufen. Es hat sich besonders bewährt, wenn das Reaktionsprodukt unmittelbar nach Verlassen des Reaktionsrohres z. B. durch Mantelkühlung oder Entspannung abgekühlt wird.By Variation of pipe cross section, length of Irradiation zone (below is the proportion of the reaction tube understood, in which the reaction mixture exposed to microwave radiation is), flow rate, Geometry of the microwave radiators, the radiated microwave power and the temperature reached thereby become the reaction conditions adjusted so that the maximum reaction temperature reached as quickly as possible and the residence time at maximum temperature remains so short that as few secondary or subsequent reactions as possible occur. Prefers becomes the continuous microwave reactor in monomode or quasi-monomode operated. The residence time in the reaction tube is preferred between 0.01 seconds and 15 minutes such as between 0.1 seconds and 5 minutes. The reaction mixture can be completed the reaction, optionally after intermediate cooling, several times the reactor run through. It has proven particularly useful when the reaction product immediately after leaving the reaction tube z. B. by jacket cooling or Relaxation cooled becomes.

Zur Vervollständigung der Umsetzung hat es sich in vielen Fällen bewährt, das erhaltene Rohprodukt nach Entfernen von Reaktionswasser sowie gegebenenfalls Austragen von Produkt und/oder Nebenprodukt erneut der Mikrowellenbestrahlung auszusetzen.to completion the implementation has proven in many cases, the crude product obtained after removing water of reaction and optionally discharging of product and / or by-product again microwave irradiation suspend.

Üblicherweise fallen über den erfindungsgemäßen Weg hergestellte Alkanolamide in einer für die weitere Verwendung ausreichenden Reinheit an. Für spezielle Anforderungen können sie jedoch nach üblichen Reinigungsverfahren wie Destillation, Umkristallisation, Filtration bzw. chromatographische Verfahren weiter aufgereinigt werden.Usually fall over the way according to the invention prepared alkanolamides in a sufficient for further use Purity. For special requirements can but according to usual Cleaning methods such as distillation, recrystallization, filtration or chromatographic processes are further purified.

Die erfindungsgemäß hergestellten basischen Amide eignen sich beispielsweise als Emulgatoren, in der Erdölindustrie als Korrosions- oder Gashydratinhibitoren und als Schmierverbesserer in Schmier- und Brennstoffölen sowie in der Metallbearbeitung als Kühlschmiermittel. Eventuell vorhandene endständige Hydroxylgruppen können bei Bedarf anschließend weiter derivatisiert werden, beispielsweise durch Veresterung, Veretherung und andere bekannte Reaktionen.The produced according to the invention For example, basic amides are useful as emulsifiers in which oil industry as corrosion or gas hydrate inhibitors and as lubricity improvers in lubricating and fuel oils and in metalworking as a cooling lubricant. Perhaps existing terminal Hydroxyl groups can if necessary afterwards further derivatized, for example by esterification, etherification and other known reactions.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine sehr schnelle und kostengünstige Herstellung von Fettsäurealkanolamiden in hohen Ausbeuten und mit hoher Reinheit. Insbesondere weisen sie nur einen geringen Gehalt an Alkanolaminestern wie auch an Esteramiden auf. Ihre wässrigen Lösungen sind daher klar und weisen im Gegensatz zu entsprechenden, durch thermische Kondensation hergestellte Fettsäurealkanolamide keine durch Esteramide verursachten Trübungen auf. Die Eigenfärbung der erfindungsgemäß hergestellten Amide entspricht Hazen-Farbzahlen (nach DIN/ISO 6271) von unter 200 und teilweise unter 150 wie beispielsweise unterhalb 100, wogegen nach klassischen Methoden Hazen-Farbzahlen unterhalb 250 ohne zusätzliche Verfahrensschritte nicht zugänglich sind. Darüber hinaus fallen keine wesentlichen Mengen an Nebenprodukten wie beispielsweise decarboxylierte Carbonsäuren an. Derartig schnelle und selektive Umsetzungen sind nach klassischen Methoden nicht zu erzielen und waren alleine durch Heizen auf hohe Temperaturen auch nicht zu erwarten. Da die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Alkanolamide zudem verfahrensbedingt keine Reste von Kupplungsreagentien bzw. deren Folgeprodukten enthalten, können sie problemlos auch in toxikologisch sensiblen Bereichen wie beispielsweise kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen eingesetzt werden.The inventive method allows a very fast and cost-effective production of fatty acid alkanolamides in high yields and with high purity. In particular, they have only a low content of alkanolamine esters as well as ester amides. Their aqueous solutions are therefore clear and, in contrast to corresponding fatty acid alkanolamides prepared by thermal condensation, have no turbidity caused by ester amides. The intrinsic color of the amides prepared according to the invention corresponds to Hazen color numbers (according to DIN / ISO 6271) of less than 200 and partly less than 150, for example below 100, whereas according to classical methods Hazen color numbers below 250 are not accessible without additional process steps. In addition, no significant amounts of by-products such as decarboxylated carboxylic acids are produced. Such rapid and selective reactions can not be achieved by conventional methods and were not to be expected by heating to high temperatures alone. Moreover, since the alkanolamides prepared by the process according to the invention also contain no residues of coupling reagents or their secondary products due to the process, they can also be used in toxicologically sensitive areas such as, for example, cosmetics and pharmaceutical preparations.

BeispieleExamples

Die Umsetzungen unter Mikrowellenbestrahlung erfolgten in einem Single-Mode Mikrowellenreaktor vom Typ "Discover" der Firma CEM bei einer Frequenz von 2,45 GHz. Die Kühlung der Reaktionsgefäße erfolgte mittels Druckluft. Die Temperaturmessung erfolgte über einen IR-Sensor am Küvettenboden. Die Temperaturmessungen mussten auf Grund der Druckbedingungen in den Reaktionsgefäßen über einen IR-Sensor am Küvettenboden erfolgen. Durch Vergleichsversuche mit einer in die Reaktionsmischung eintauchenden Glasfiberoptik wurde festgestellt, dass die Temperatur im Reaktionsmedium im hier relevanten Temperaturbereich etwa 50 bis 80°C über der mit dem IR-Sensor am Küvettenboden gemessenen Temperatur liegt.The Microwave irradiation reactions were done in a single mode Microwave reactor of the "Discover" type from CEM a frequency of 2.45 GHz. The cooling of the reaction vessels took place by means of compressed air. The temperature was measured by a IR sensor on the bottom of the cuvette. The temperature measurements had to be made due to the pressure conditions in the reaction vessels over a IR sensor on the bottom of the cuvette respectively. By comparison experiments with a in the reaction mixture immersed fiberglass optics was found to be the temperature in the reaction medium in the temperature range relevant here about 50 up to 80 ° C above the measured with the IR sensor on the bottom of the cuvette Temperature is.

Die diskontinuierlich durchgeführten Umsetzungen erfolgten in geschlossenen, druckfesten Glasküvetten mit einem Volumen von 8 ml unter Magnetrührung. Kontinuierlich durchgeführte Umsetzungen erfolgten in Glasküvetten mit über dem Küvettenboden endendem Einleitungsrohr (Bodeneinlass) und Produktabnahme am oberen Ende der Küvette. Der sich während der Reaktion aufbauende Druck wurde über ein Druckhalteventil auf maximal 20 bar begrenzt und in eine Vorlage entspannt. Das Ammoniumsalz wurde durch das Einleitungsrohr in die Küvette gepumpt und die Verweilzeit in der Bestrahlungszone durch Modifizierung der Pumpenleistung eingestellt.The carried out discontinuously Reactions were carried out in closed, pressure-resistant glass cuvettes a volume of 8 ml under magnetic stirring. Continuously implemented reactions took place in glass cuvettes with more than the cuvette bottom ending inlet pipe (bottom inlet) and product removal at the top End of the cuvette. Which is during The reaction building pressure was via a pressure relief valve limited to a maximum of 20 bar and relaxed in a template. The ammonium salt was pumped through the inlet tube into the cuvette and the residence time adjusted in the irradiation zone by modifying the pump power.

Die Analytik der Produkte erfolgte mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bei 500 MHz in CDCl₃. Wasserbestimmungen erfolgten mittels Karl-Fischer-Titration. Hazen-Farbzahlen wurden nach DIN/ISO 6271 bestimmt.The products were analyzed by means of ¹ H-NMR spectroscopy at 500 MHz in CDCl ₃ . Water determinations were carried out by Karl Fischer titration. Hazen color numbers were determined according to DIN / ISO 6271.

Beispiel 1: Herstellung von CocosfettsäuremonoethanolamdExample 1: Preparation of coconut fatty acid monoethanolamd

Unter Kühlen und Rühren wurde 1,5 g Ethanolamin langsam mit 5,0 g geschmolzener Cocosfettsäure versetzt und gemischt. Nach Abklingen der Wärmetönung wurde das so erhaltene Ammoniumsalz in einer geschlossenen Küvette für 10 Minuten unter maximaler Kühlleistung einer Mikrowellenbestrahlung von 200 W ausgesetzt. Es wurde eine mittels IR-Sensor gemessene Temperatur von 195°C erreicht, wobei der Druck auf 10 bar anstieg.Under Cool and stirring 1.5 g ethanolamine was slowly added with 5.0 g melted coco fatty acid and mixed. After decay of the heat of reaction, the thus obtained Ammonium salt in a closed cuvette for 10 minutes under maximum cooling capacity subjected to microwave irradiation of 200W. there has been a reached by infrared sensor temperature of 195 ° C, the pressure rise to 10 bar.

Das erhaltene Rohprodukt enthielt als Hauptkomponenten 85 Cocosfettsäuremonoethanolamid, 5,4 % Wasser sowie unumgesetzte Edukte. Nach Trocknung des Reaktionsansatzes über MgSO₄, erneute fünfminütige Bestrahlung mit Mikrowellen von 200 W und Trocknung über MgSO₄ wurde eine Ausbeute an Cocosfettsäuremonoethanolamid von über 98 % erhalten. Das so erhaltene Cocosfettsäuremonoethanolamid enthielt weniger als 1 mol-% Aminoester und Esteramid. Die Hazen-Farbzahl lag bei 80 (unverdünntes Produkt).The crude product obtained contained as main components 85 Cocosfettsäuremonoethanolamid, 5.4% water and unreacted starting materials. After drying the reaction mixture over MgSO ₄ , renewed irradiation with microwaves of 200 W and drying over MgSO ₄ for five minutes, a yield of coconut fatty acid monoethanolamide of more than 98% was obtained. The coconut fatty acid monoethanolamide thus obtained contained less than 1 mol% of amino ester and ester amide. The Hazen color number was 80 (undiluted product).

Beispiel 2: Herstellung von LaurinsäurediethanolamidExample 2: Preparation of lauric acid diethanolamide

Bei 50°C wurden 2,5 g Diethanolamin unter Rühren langsam mit 4,6 g geschmolzener Laurinsäure versetzt und gemischt. Nach Abklingen der Wärmetönung wurde das so erhaltene Ammoniumsalz in einer geschlossenen Küvette für 10 Minuten unter maximaler Kühlleistung einer Mikrowellenbestrahlung von 200 W ausgesetzt. Es wurde eine mittels IR-Sensor gemessene Temperatur von 190°C erreicht, wobei der Druck auf 10 bar stieg.at 50 ° C were 2.5 g of diethanolamine with stirring added slowly with 4.6 g of molten lauric acid and mixed. After the decay of the heat of reaction was the resulting ammonium salt in a closed cuvette for 10 minutes under maximum cooling capacity subjected to microwave irradiation of 200W. there has been a reached by infrared sensor temperature of 190 ° C, the pressure rose to 10 bar.

Das Rohprodukt enthielt als Hauptkomponente 78 % Laurinsäurediethanolamid, 4,5 % Wasser und unumgesetzte Edukte. Nach Trocknung des Reaktionsansatzes über MgSO₄, erneute fünfminütige Bestrahlung mit Mikrowellen von 200 W, destillativer Entfernung von Reaktionswasser und überschüssigem Diethanolamin unter Vakuum wurde eine Ausbeute an Laurinsäurdiethanolamid von über 97 % erhalten. Das erhaltene Cocosfettsäurediethanolamid enthielt etwa 1 mol-% Aminoester und Esteramid. Die Hazen-Farbzahl lag bei 120 (unverdünntes Produkt).The crude product contained 78% lauric acid diethanolamide, 4.5% water and unreacted starting materials as main component. After drying the reaction mixture over MgSO ₄ , renewed irradiation with microwaves of 200 W for 5 minutes, distillative removal of water of reaction and excess diethanolamine under vacuum, a yield of lauric acid diethanolamide of more than 97% was obtained. The resulting coconut fatty acid diethanolamide contained about 1 mole percent of amino ester and ester amide. The Hazen color number was 120 (undiluted product).

Beispiel 3: Herstellung von N-Lauroyl-2-(2-aminoethoxy)ethanolExample 3: Preparation of N-Lauroyl-2- (2-aminoethoxy) ethanol

Unter Kühlen und Rühren wurden 2,5 g 2-(2-Aminoethoxy)ethanol langsam mit einer equimolaren Menge an Laurinsäure versetzt und gemischt. Nach Abklingen der Wärmetönung wurde das so erhaltene Ammoniumsalz in einer geschlossenen Küvette für 5 Minuten unter maximaler Kühlleistung einer Mikrowellenbestrahlung von 150 W ausgesetzt. Es wurde eine mittels IR-Sensor gemessene Temperatur von 200°C erreicht wobei der Druck auf 12 bar stieg.Under Cool and stirring 2.5 g of 2- (2-aminoethoxy) ethanol slowly with an equimolar Amount of lauric acid staggered and mixed. After decay of the heat of reaction, the thus obtained Ammonium salt in a closed cuvette for 5 minutes under maximum Cooling capacity of a Microwave radiation of 150 W exposed. It was a means IR sensor measured temperature of 200 ° C reached while the pressure on 12 bar rose.

Das Rohprodukt enthielt als Hauptkomponente 80 % N-Lauroyl-2-(2-aminoethoxy)ethanol, 4,7 % Wasser sowie unumgesetzte Edukte. Nach Trocknung des Reaktionsansatzes über MgSO₄, erneute zweiminütige Bestrahlung mit Mikrowellen von 150 W und Trocknung wurde von N-Lauroyl-2-(2-aminoethoxy)ethanol mit über 97 % Ausbeute erhalten. Das erhaltene N-Lauroyl-2-(2-aminoethoxy)ethanol enthielt weniger als 1 mol-% Aminoester und Esteramid. Die Hazen-Farbzahl lag bei 90 (unverdünntes Produkt).The crude product contained as main component 80% N-lauroyl-2- (2-aminoethoxy) ethanol, 4.7% water and unreacted starting materials. After drying the reaction mixture over MgSO ₄ , renewed irradiation with microwaves of 150 W and drying for 2 minutes, N-lauroyl-2- (2-aminoethoxy) ethanol was obtained in more than 97% yield. The resulting N-lauroyl-2- (2-aminoethoxy) ethanol contained less than 1 mol% of amino ester and ester amide. The hazen color number was 90 (undiluted product).

Beispiel 4: Kontinuierliche Herstellung von CocosfettsäurediethanolamidExample 4: Continuous Production of coconut fatty acid diethanolamide

Unter Kühlung und Rühren wurden 105 g Diethanolamin bei 40°C langsam mit 205 g Cocosfettsäure versetzt. Nach Abklingen der Wärmetönung wurde das so erhaltene Ammoniumsalz kontinuierlich über den Bodeneinlass durch die in der Mikrowellencavität montierte Glasküvette gepumpt. Die Förderleistung der Pumpe wurde dabei so eingestellt, dass die Verweilzeit in der Küvette und damit in der Bestrahlungszone etwa 2 Minuten betrug. Es wurde unter maximaler Kühlleistung mit einer Mikrowellenleistung von 200 W gearbeitet, wobei eine mittels IR-Sensor gemessene Temperatur von 180°C erreicht wurde. Nach Verlassen der Glasküvette wurde die Reaktionsmischung über einen kurzen Liebig-Kühler auf 40°C abgekühlt.Under cooling and stirring were 105 g of diethanolamine at 40 ° C slowly with 205 g of coco fatty acid added. After the decay of the heat of reaction was the thus obtained ammonium salt continuously through the bottom inlet in the microwave cavity mounted glass cuvette pumped. The delivery rate The pump was adjusted so that the residence time in the cuvette and thus in the irradiation zone was about 2 minutes. It was under maximum cooling capacity working with a microwave power of 200 W, with one using IR sensor measured temperature of 180 ° C was achieved. After leaving the glass cuvette, the reaction mixture was over a short Liebig cooler at 40 ° C cooled.

Nach Abtrennen des Reaktionswassers wurde das Rohprodukt nochmals wie oben durch die Glasküvette gepumpt und dabei erneut Mikrowellenstrahlung ausgesetzt. Nach Abtrennen des Reaktionswasser wurde Cocosfettsäurediethanolamid mit über 97 % Ausbeute erhalten. Es konnten keine Esteranteile nachgewiesen werden. Das erhaltene Cocosfettsäurediethanolamid enthielt weniger als 1 mol-% Aminoester und Esteramid. Die Hazen-Farbzahl dieses Amids lag bei 90 (unverdünntes Produkt).To Separation of the water of reaction, the crude product was again as up through the glass cuvette pumped and exposed again to microwave radiation. After separating of the water of reaction was coconut fatty acid diethanolamide with over 97% Yield obtained. It could be detected no ester shares. The obtained coconut fatty acid diethanolamide contained less than 1 mol% of amino ester and ester amide. The Hazen color number of this amide was 90 (undiluted Product).

Claims

Process for the preparation of fatty acid alkanolamides, by at least one amine containing at least one primary or secondary Contains amino group and at least one hydroxyl group, with at least one fatty acid is reacted to an ammonium salt, and this ammonium salt below Microwave irradiation is further reacted to alkanolamide.

The method of claim 1, wherein the fatty acid is a aliphatic, hydrocarbon radical having 1 to 50 carbon atoms includes.

Process according to claim 2, wherein the hydrocarbon radical at least one substituent selected from halogen atoms, halogenated Alkyl radicals, cyano, hydroxyalkyl, hydroxyl, methoxy, nitrile, Nitro and sulfonic acid groups includes.

Process according to claim 2 and / or 3, wherein the hydrocarbon radical saturated is.

Method according to one or more of claims 2 to 4, wherein the hydrocarbon radical has at least one double bond includes.

Method according to one or more of claims 1 to 5, wherein the fatty acid from the group consisting of octane, decane, dodecane, tridecan, tetradecane, 12-methyltridecane, pentadecane, 13-methyltetradecane, 12-methyltetradecane, Hexadecane, 14-methylpentadecane, heptadecane, 15-methylhexadecane, 14-methylhexadecane, octadecane, iso-octadecane, icosan, docosan and tetracosane, myristolein, palmitoleic, hexadecadiene, delta-9-cis-heptadecene, oil, petroselin, Vaccine, linoleic, linolenic, gadoleic, gondo, icosadiene, arachidonic, Cetolein, Eruca-, Docosadien-, Tetracosen-, Ricinol-, Tall oilett-, Resin and naphthenic acids is selected.

Method according to one or more of claims 1 to 6, wherein the amine is a primary Contains amino group.

Method according to one or more of claims 1 to 7, wherein the amine is at least one primary or secondary amino group and at least one hydroxyl group.

Process according to one or more of claims 1 to 8, wherein the amine of the formula HNR ¹ R ² wherein R ^{1 is} a hydrocarbon radical having 1 to 50 carbon atoms and at least one hydroxyl group and R ^{2 is} hydrogen, R ¹ or a hydrocarbon radical having 1 to 50 carbon atoms.

Method according to one or more of claims 1 to 9, wherein the amine is selected from the group consisting of aminoethanol, 3-amino-1-propanol, Isopropanolamine, N-methylaminoethanol, N-ethylaminoethanol, N-butylethanolamine, N-methylisopropanolamine, 2- (2-aminoethoxy) ethanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 3-amino-2,2-dimethyl-1-propanol, 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, Diethanolamine, dipropanolamine, diisopropanolamine, di (diethylene glycol) amine, N- (2-aminoethyl) ethanolamine and poly (ether) amines such as poly (ethylene glycol) amine and poly (propylene glycol) amine is selected with in each case 4 to 50 alkylene oxide units

Method according to one or more of claims 1 to 10, wherein the microwave irradiation in the presence of a dehydrating Catalyst performed becomes.

Method according to one or more of claims 1 to 11, which in the presence of a solvent carried out becomes.

The method of claim 12, wherein the solvent has an ε '' value of less than 10.

Method according to one or more of claims 1 to 13, which is carried out at temperatures below 300 ° C.

fatty, preparable by at least one amine containing at least one primary or secondary Contains amino group and at least one hydroxyl group, with at least one fatty acid is reacted to an ammonium salt, and this ammonium salt below is reacted under microwave irradiation further to the alkanolamide.

fatty, the by-products derived from halide ions and from coupling reagents are free, producible by at least one amine that at least a primary one or secondary Contains amino group and at least one hydroxyl group, with at least one fatty acid is reacted to an ammonium salt, and this ammonium salt below is reacted under microwave irradiation further to the alkanolamide.

fatty acid Containing aminoesters and ester amides of less than 5 mol%, can be prepared by at least one amine, the at least a primary one or secondary Contains amino group and at least one hydroxyl group, with at least one fatty acid is reacted to an ammonium salt, and this ammonium salt below is reacted under microwave irradiation further to the alkanolamide.

fatty acid with a Hazen color number of less than 200, producible by at least an amine containing at least one primary or secondary amino group and at least one hydroxyl group containing at least one fatty acid to one Ammonium salt is reacted, and this ammonium salt below is reacted under microwave irradiation further to the alkanolamide.