DE1643795A1

DE1643795A1 - Verfahren zur Herstellung von Zuckerestern

Info

Publication number: DE1643795A1
Application number: DE19671643795
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Schoen; Dr Brachel Hanswilli Von
Original assignee: Cassella Farbwerke Mainkur AG
Current assignee: Cassella Farbwerke Mainkur AG
Priority date: 1967-08-04
Filing date: 1967-08-04
Publication date: 1971-07-01
Also published as: US3558597A; CH510614A; GB1188614A; NL6810494A; FR1575350A; BE719016A

Description

Verfahren zur Herstellung von Zuckerestern

Es ist bekannt, Zuckerester durch Umesterung aus Zucker und Fettsäureestern in Gegenwart von inerten Lösungsmitteln, wie Dimethylformamid oder Dirnethylsulfoxyd, und unter Zusatz von basischen Katalysatoren herzustellen.

Ein Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß man schwer zugängliche und zum Teil toxische Lösungsmittel verwenden muß, die nach beendeter Umsetzung entfernt werden müssen; ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist darin zu sehen, daß es hierbei erforderlich ist, mit bis zu dreifachem Überschuß von Zucker zu arbeiten, um die hauptsächlich interessierenden Zuckermonoester zu erhalten.

Es wurde: nun gefunden, daß. man die Verwendung von Lösungsmitteln vermeiden kann, wenn man Zucker zusammen mit einem Fettsäureester in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren solange im Vakuum erhitzt, bis der bei der Umsetzung frei werdende Alkohol abdestiliiert ist.

Als Zuckeir kommt neben Trehalose und Raffiho.se hauptsächlich Saccharose in Betracht. ^^"Γ°~-

1 0 9 8 2 7/15 0 2

BAD ORIGINAL

-X- Ref. 2813

Als Fettsäureester eignen sich die gegebenenfalls Hydroxylgruppen enthaltenden niederen Alkylester von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren bzw. Hydroxyfettsäuren mit 12 - 18 Kohlenstoffatomen, bevorzugt die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Oxypropyl- oder Glycerinester von Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearinsäure oder von Hydroxystearinsäure, Ölsäure, Ricinensäure, Linolsäure und Ricinolsäure; auch die im Tallöl, Kokosnussöl bzw, Sojabohnenöl enthaltenen Fettsäureester sind brauchbar.

Die basischen Katalysatoren, die in Mengen von 0,5 bis 2O Gewichtsprozenten,, bezogen auf den verwendeten Fettsäureester, zugesetzt werden, sind hauptsächlich Alkalisalze schwacher Säuren sowie Basen und Alkoholate der Alkalimetalle; besonders geeignet ist Kaliumcarbonat.

In Abhängigkeit von der Rührgeschwindigkeit, dem verwendeten Katalysator und der angewandten Temperatur werden die Ausgangsstoffe, entsprechend der Flüchtigkeit der bei der Umesterung ■ frei werdenden Alkohole, bei Drucken von 0,1 bis 500 Torr, bevorzugt bei 1 bis 15 Torr, 3 bis 24 Stunden, in der Regel 5 bis lO Stunden, zur Reaktion gebracht.

Die Reaktionstemperaturen liegen zwischen lOO und 170°C, in den meisten Fällen zwischen 130 "und .160°C.

Die Molverhältnisse Zucker:Fettsäureester werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zwischen 0,5 und 3 Mol, vorzugsweise zwischen O, B und 1,2 Mol Zucke»r pro Mo!äquivalent Fettsäureester gewählt.

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- 3 - Ref. 2813

Das rohe Umsetzungsgemisch wird mit Methylathy!keton, Chloroform oder Aceton unter Zusatz von etwas Säure (um aus den als Nebenprodukte entstandenen fettsauren Salzen die Fettsäuren in Freiheit zu setzen) ausgekocht. Man saugt dann heiß vom nicht umgesetzten Zucker etc. ab. Aus dem Filtrat scheidet sich der entstandene Zuckerester beim Abkühlen in fester Form aus. Er kann auf übliche Weise isoliert werden.

Die so erhaltenen Zuckerester sind Gemische; sie bestehen in Abhängigkeit vom Verhältnis der eingesetzten Zuckermenge zum verwendeten Fettsäureester und Katalysator aus den entsprechenden Mono- und Diestern, hauptsächlich jedoch aus Monoester. Die Ausbeuten, bezogen auf den entsprechenden Monoester, liegen in Abhängigkeit von den Ausgangsstoffen und den Reaktiansbedingüngen zwischen 60 und 90% der Theorie.

Zuckerester sind wertvolle, biologisch abbaubare Emulgatoren, die in der Nahrungsmittel- und in der pharmazeutischen Industrie sowie in. der Kosmetik ihre Ilauptanwen'dungsgebiete haben.

Bei ;>piol 1 : -..'■" "

34,2 g (0,1 Mol) Rohrzucker, 29,9 g (0,1 Mol) Methylstearat und 4,5 q Kaliumcarbonat werden bei 15 Torr unter Rühren auf 140-145 ^}C erhitzt, wobei während 8 Stunden ca. 3 g Methanol abdestillieren.

Das so erhaltene Umsetzungsgemisch, das neben Zuckerstearat _: nicht umgesetzten Zucker, Methylstearat, Kaliumcarbonat und

t ' ■-■■-- 4'. -

109 8 277 1502

- 4 - ■ . Ref. 2813

Kaliumstearat enthält, kocht man mit 200 ml Methyläthylketon unter Zusatz von 4 ml- Eisessig (zur Überführung von Kaliumstearat in Stearinsäure) aus und saugt heiß vom Zucker und Kaliumacetat ab. Das Piltrat scheidet beim Abkühlen Zuckerstearat als hellbraunes Pulver aus.

Ausbeute: 42 g (= 69% der Theorie bezogen auf Rohrzuckermonostearat) . =

α Monostearat 92

Verseifungszahl ber. . gef. 105"

Distearat 128

Ähnliche Ergebnisse erzielt man bei Verwendung von Kaliumäthylat anstelle von Kaliumcarbonat oder wenn Methylstearat durch die entsprechende Menge Glycerintristearat ersetzt wird.

Verringert man die eingesetzte Rohrzuckermenge im obigen Beispiel von 0,1 auf 0,07 Mol, so ergibt die Umsetzung ein an Zucker

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^m ärmeres Rohprodukt, aus dem, wie oben beschrieben, 41 g Zuckerester (= 67,4% der Theorie bezogen auf Rohrzuckermonostearat) mit einer Verseifungszahl von 109 isoliert werden können,

Beispiel 2: '

34,2 g (0,1 Mol) Rohrzucker, 21,4 g (0,1 Mol) Laurinsäuremethyl— ester und 4,5 g Kaliumcarbonat werden unter Rühren bei einem Vakuum von 15 Torr 12"Stunden lang auf 14O-145°C erhitzt, wobei^a. 3 g Methanol abdestillieren. Das Rohprodukt wird

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- 6 - Ref. 2813

mit 200 ml Aceton unter Zusatz von 4 ml Eisessig ausgekocht, abgesaugt und der aus dem Piltrat abgeschiedene Zuckerester bei 0° abgesaugt. Man erhält 32,6 g (= 62,2% der Theorie bezogen auf Rohrzuckermonolaurat). .

Monolaurat 107

Verseifungszahl ber . gef. 106

Dilaurat 159

Beispiel 3:

34,2 g (0,1 Mol) Rohrzucker, 59,8 g (0,2 Mol) Methylstearat und 4,5 g Kaliumcarbonat ergeben unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen, nachdem ca. 6 g Methanol abdestilliert sind, ein Rohprodukt, aus dem durch Auskochen mit 200 ml Methylathy!keton und 4 ml Eisessig usw. 7O,2_"g Rohrzuckerdistearat ( = 80,2% der Theorie) mit einer Verseif ungszahl von 1,28 isoliert werden können,

Beispiel 4:

34,2 g (0,1 Mol) Rohrzucker, 34,3 g (0,1 Mol) Propandiol-1,2-monostearat und 4,5 g Kaliumcarbonat werden unter Rühren bei 1 Torr auf 140-145°C erhitzt, wobei während 8 Stunden ca. 7,5 ml Propandiol-1,2 abdestillieren. Nach dem Aufarbeiten, wie in Beispiel 1 angegeben, erhält man 45,4 g Zuckerstearat (= 74,5% der Theorie bezogen auf Rohrzuckermonostearat") mit einer Versetfungszahl. von 10 3.

Wird das Propane!to 1-1 , 2-monostearat in obigem Beispiel durch 0,1 Mol Proparitl i ol-l , 2-moriaolf'tit (4 3,1 g) ersetzt, ho wird ein Rohrzuckoroleat von ähnlichen Higenschaften erhalten.

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Claims

16"⁷⁹⁵ _Ref. 2813

Paten t anspruch

Verfahren zur tlerstellung von Zuckerestern durch Umesterung aus Zuckern und Fettsäureestern in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man Zucker und Fettsäureester in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren ohne Lösungsmittel solange im Vakuum erhitzt bis der bei A der Umsetzung frei werdende Alkohol abdestilliert ist.

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