DE1493696A1 - Verfahren zur Herstellung klarfluessiger,leicht mit Wasser verduennbarer Fettsaeurekondensationsprodukte - Google Patents

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FAHHWKRKE HOECHST AG. vormals Meister Lucius & IhrUning Aktenzeichen: P 14 93 696.0 - Fw '4705

Datum:

Verfahren zur Herstellung klarflUssiger, leicht mit Wasser verdünnbarer Fettsäurekondensationsprodukte

Fettsäurekondensationsprodukte vom Typ der Acyltauride bzw. Sarkoside besitzen in der Technik wegen ihrer oberflächenaktiven· Eigenschaften eine große Bedeutung. Derartige Verbindungen, die vorzugsweise in Form ihrer Natriumsalze eingesetzt werden, fallen in einer Konzentration von etwa 20 % oder mehr wirksamer Substanz in Form von Pasten bzw. Teigen an. Da die Anwendungskonzentrationen üblicherweise einen wesentlich geringeren Gehalt an waschaktiver Substanz aufweisen, müssen derartige Pasten oder Teige verdünnt werden. Hierbei zeigt sich, daß sich bei Unterschreitung einer Konzentrationsschwelle von etwa 20 $ in Abhängigkeit von den in den Verbindungen vorliegenden Fettsäure»sten verschiedene Gelphasen bilden, die erst bei weiterer Verdünnung in den flüssigen Zustand übergehen.

Aus diesem Grunde ist das Lösen, d.h. Verdünnen der Pasten bzw. Teige in Wasser meist mit Schwierigkeiten verbunden. Es bilden sich Klumpen oder· gelartige Verdickungen, die zur Lösung einen nicht unerheblichen Aufwand an Zeit und Energie beanspruchen. In manchen Fällen müssen die Teige oder Pasten in der Wärme vorgeschmolzen werden und mit Hilfe von warmem Wasser in die zur Anwendung geeignete Verdünnung gebracht werden.

Man hat bereits zur Verbesserung der Löslichkeit derartigen Fetteäurekondensationsprodukten Lösungsvermittler und Lö-

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sungsmi ttel, beispielsweise niedrigmolekiilare Alkoliole, Athylenoxydaddukte und hydrotrope Substanzen zugesetzt. Da aber bei der Herstellung der Acyltaurido bzw. Sarkoside relativ große Mengen anorganischer Salze anfallen, die in Lösungsmitteln bzw. Lösungsvermittlern nicht löslich sind, wird der Lösevorgang wiederum hierdurch erschwert, d.h., daß eine leichte Verdünnbarkeit mit Wasser nicht gegeben ist.

Als hydrotope Substanzen sind die Sulfonsäuren des Benzols und seiner Alkylderivate bzw. die Alkalisalze dieser Sulfonsäure bekannt. Die Verbindungen dienen im allgemeinen zum Dispergieren, Quellen und "Anlösen" unlöslicher oder schwerlöslicher Stoffe.

Bs wurde nun gefunden, daß man mit Wasser leicht verdünnbare Kondensationsprodukte vom Typ der Acyltauride oder -sarkoside, hergestellt nach der Schotten-Baumann-Reaktion, aus Fettsäuren einerseits und niedermolekularen Aminocarbonsäuren, vorzugsweise Sarkosin, oder niedermolekularen Aminoalkylsulfonsäuren andererseits, vorzugsweise Taurin und Methyltaurin, erhält, wenn man die im alkalischen pH-Bereich erhaltenen Umsetzungsprodukte, gegebenenfalls nach Neutralisation mit Säuren, mit einer Benzolsulfonsäure oder einer durch niedermolekulare Alkylreste substituierten Alkylbenzolsulfonsäure, die weniger als etwa 0,5 $ SuIfon enthält, versetzt.

Soweit das Reaktionsgcmisch alkalisch ist und eine Herstellung der freien Säure des Fettsäurekondensationsproduktes für die weitere Verarbeitung nicht erforderlich ist, kann die Zugabe der Benzolsulfonsäure bzw. ihre in Betracht kommenden Alkylderivate in der Weise erfolgen, daß man das alkalische Reaktionsgemisch mit den Verbindungen neutralisiert. Ist es'aber aus irgendwelchen Gründen wünschenswert, das alkalische Reaktionsgemisch mit anderen Säuren", beispielsweise Mineralsäuren,

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wie Salzsäure oder Schwefelsäure, anzusäuern, so kann der Zusatz der erfindungsgemäß in Betracht kommenden aromatischen Sulfonsäure gleichzeitig oder getrennt vorgenommen werden, wobei man von den obengenannten aromatischen Sulfonsäuren bzw. ihren löslichen Salzen, vorzugsweise Alkalisalzen, etwa 1 bis 20 %, vorzugsweise 5 bis 10 %, bezogen auf 100#iges Fettsäurekondensationsprodukt, zugibt.

Die den Gegenstand der Erfindung bildenden Fettsäurekondensationsprodukte leiten sich von niedermolekularen Aminocarbon- oder Aminosulfonsäuren ab. Als solche finden bevorzugt Anwendung Glykokoll, Sarkosin, Taurin und N-Methyltaurin und homologe Verbindungen, z.B. C-MethyItaurin. Die Verbindungen können etwa durch folgende Formeln wiedergegeben werden:

- CO - N - CH - CH_ - SO_Me

R .CO-N- CH - COOMe ' ι *-

^R2

in denen R₁ einen gesättigten oder bis zu drei olefinische Doppelbindungen aufweisenden aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 2k, vorzugsweise von 12 bis 20, insbesondere von 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, oder einen cycloaliphatischen, gegebenenfalls durch Alkylgruppen substituierten Kohlenwasserstoffrest, darstellt, R„ und R„ Wasserstoff oder einen niedermolekularen Alleylrest, vorzugsweise eine Methylgruppe, bedeuten und Me für ein lösliches, Salze bildendes Kation, vorzugsweise für ein sich von den Erdalkalimetallen oder Asa~

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inoniak und Aminen, insbesondere jedoch von den Al kalimetal-,lcn ableitende« Kation, steht.

Als Fettsäuren, wie sie für den Aufbau der genannten Kondensat i onsprodukte in Betracht kommen, eignen sich sowohl go.«sättigte als auch ungesättigte aliphatische Carbonsäuren mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen in dem Kohlenwnsserstoffrest, wobei die ungesättigten Verbindungen bis zu drei olefinische-Doppelbindungen enthalten können. Besonders geeignet sind die sogenannten Seifen bildenden Fettsäuren, deren Kohlonwasserstoffrest 12 bis 20, vorzugsweise 16 - 18, Kohlenstoffatome enthält. Neben den genannten aliphatischen Säuren kommen auch cycloaliphatische Carbonsäuren, deren Hing durch Alkylgruppen substituiert sein kann, in Betracht. Beispielsweise seien genannt: Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, PaI-mitölsäure, Ölsäure, Behensäure, Erucasäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure, Eläostearinsäure.

Die Fettsäurekondensatinnsprodukte werden im alkalischen pH-Bereich hergestellt. Als für die Salzbildung in Betracht kommende Metalle bzw. Amine seien beispielsweise erwähnt: Ammoniak, Triethanolamin und insbesondere Kalium und vorzugsweise Natrium.

Benzolsulfonsäuren bzw. Alkylbenzolsulfonsäuren, die niedermolekulare Alkylreste mit bis zu 2 Kohlenstoffatomen als Substituenten im Ringsystem enthalten, enthalten üblicherweise Sulfone in einer Menge von meist vusentlich über 1 $. Der hohe Anteil von in Wasser schwerlöslichen Sulfonen rührt daher, daß bei der Sulfonierung der zugrunde liegenden aromamatischen Kohlenwasserstoffe mit Monohydrat bis zur Erschöpfung des SO„-Oehaltes die entstandene Sulfonsäure durch Verdünnen

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init Vcisser ausgefällt wird. Verdünnt man das SuIfonierungsgomisch dagegen mit gegebenenfalls verdünnter Schwefelsäure und fällt die aromatische SulfonsUure auf diese Veise aus, so erhält man Produkte, die nur einen sehr geringen Anteil, üblicherweise weniger als etwa 0,5 %t häufig sogar weniger als 0,1 $, an Sulfonen aufweisen.

Für die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Sulfonsäuren eignen sich als Kohlenwasserstoffe beispielsweise Benzol, Toluol, Xylol, Monoäthylbenzol.

Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das nach der alkalischen Kondensation erhaltene roh e Gemisch der Fettsäurekondensationsprodukte mit Benzolsulfonsäure oder durch niedere Alkylreste substituierte Alkylbenzolsulfonsäuren, wie p-Toluolsulfonsäure, Ortho- oder p-Äthylbenzolsulfonsäure, Diine thylbeiizolsulf onsäure , neutralisiert.

Der Hauptvorteil des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens liegt darin, daß durch die direkte Neutralisation dor gebildeten Lösungen von Fettsäurekondensationsprodukten in wäßrig alkalischem Medium mit der sulfoiiarmen Benzolsulf onsäure bzw. Alkylbenzolsulfonsäure der Gehalt an anorganischen Begleitsalzen, wie z.B. Natriumchlorid, wesentlich herabgesetzt wii^d und man ein Umsetzungsprodukt erhält, das im Konzentration*· bereich von 20 bis kO $ wirksamer Substanz flüssige bis klarflüssige Losungen bildet, die durch einfaches Eingießen in Wasser ohne zusätzlichen Aufwand irgendwelcher Energien leicht vcrdünnbar sind.

Beispiel 1

Man sulfoniert Toluol in an sich bekannter Weise mitMonohydrat bei 90 bis 120°C und fallt dio entstandene p-Toliiolsulfonsäure durch Zugabe von verdünnter Schwefelsäure bei 20 C aus.

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Man erhält eine p-To.luolsulfonsäure, deren Gehalt an SuI fönen etwa 0,1 bis 0,2 % beträgt. Durch das A'erdünnen mit Schvei'elsäure wird vermieden, daß die bei Anwendung von nur Wasser verstärkte SuIfonbildung eintritt.

10 kg Methyltaurin-Natriumsalz (i00^>ig), eingesetzt als 15^ige wäßrige Lösung, und 21,1 kg Oleylchlorid (96$ig) werden bei 35 bis kO C in an sich bekannter Weise in Gegenwart von Natronlauge kondensiert. Das Umsetzungsgenii sch wird dann mit 7»6 kg der wie oben beschrieben gewonnenen und sulfonarraen p-Toluoisulfonsäure neutralisiert. Man erhält ca. 100 kg eines Oleinme thyl taurids mit ca. 2k % Gehalt, das außerdem etwa 2 $> Seife und höchstens 5 $ Kochsalz neben etwa 10 'ja p-toluolsulfonsauretn Natrium und geringe Mengen Natriumsulfat enthält. Das Produkt ist klarflüssig und in jeder Menge mit Wasser ohne Schwierigkeit verdünnbar.

In gleicher Weise kann bei 50 bis 60°C unter Einsatz von 20,1kg Cocosf e t tsiiurechlorid (96$ig) ein entsprechendes Fettsäurekondensationsprodukt hergestellt werden, das ebenfalls unmittelbar nach Beendigung der Kondensation mit 7»6 kg der vorstehend genannten sulfonarmen p-Toluolsulfonsäure neutralisiert wird. Auch dieses Produkt läßt sich mit Wasser in jeder Menge einwandfrei und leicht verdünnen.

Beispiel 2

Ein in an sich bekannter V/eise nach der Schotten-Eaumann-Reaktion in väßrigc.r Lösung hergestelltes Fettbi'urekondensationsprodukt aus 18,9 kg Sarkosiri-i'atriumsalz, 11 ,7 kg Natronlauge (33 ^i") und 6ü,5 kg Oloinchlorid wird bei 80 bis 90 C durch Zugabe von verdünnter Salzsäure j η das freie Oleinsarkosid übergeführt, d?;,i nach Abtrennen der wäßrigen Lösung 7 kg der in Beispiel 1 beschriebenen sulfonsäuren p-Toluolsul f onsiiure zugesetzt werde.'!, v:or;..uf untor intensivem

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Kiihren und Kühlen ein pH-Vert von 7 IJis 7,5 durch Zugabe von Natronlauge eingestellt wird.

Das so erhaltene Produkt ist leicht mit Wasser in jeder Menpe verdünnbar·

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Claims (3)

U93696 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung leicht mit Wasser verdünnbarer Fettsäurekondensationsprodukte vom Typ der Acyltauride oder -sarkoside, dadurch gekennzeichnet, daß man das bei der Herstellung nach der Schotten-Baumann-Rcaktion anfallende Reaktionsgemische gegebenenfalls nach Neutralisation mit Säuren, mit einer weniger als etwa 0,5 $ Sulfone enthaltenden, gegebenenfalls durch niedermolekulare Alkylreste substituierten Benzolsulfonsäure und/oder deren Salzen versetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das nach der Schotten-Baumann-Reaktion anfallende Alkalireaktionsgeraisch ohne vorherige Neutralisation direkt mit der sulfonarmen Benzolsulfonsätire neutralisiert.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Benzolsulfonsäure bzw. ihre Salze in Mengen von etwa 1 bis 20 $, vorzugsweise 5 bis 10 %» bezogen auf 100/Ciges Fettsäurekondensationsprodukt, einsetzt.

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