Verfahren zur Herstellung anionischer Tenside mit SulfatStruktur Process for the production of anionic surfactants with a sulfate structure
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung anionischer Tenside mit Sulfatstruktur, dadurch erhältlich, daß man Umset¬ zungsprodukte von epoxidierten Fettsäureglycerinestern mit einer Verbindung aus der von Wasserstoff, Wasser, aliphatischen Alko¬ holen und deren Ethylenoxidanlagerungsprodukten sowie aliphatischen Carbonsäuren gebildeten Gruppe, nach Anlagerung von Ethylenoxid sulfatiert und die gebildeten Schwefelsäurehalbester mit Basen neutralisiert sowie die Verwendung dieser Produkte als oberflächenaktive Mittel in flüssigen Wasch- und Reinigungsmit¬ teln.The invention relates to a process for the preparation of anionic surfactants with a sulfate structure, obtainable by reacting reaction products of epoxidized fatty acid glycerol esters with a compound from the group formed by hydrogen, water, aliphatic alcohols and their ethylene oxide addition products and aliphatic carboxylic acids, after addition of ethylene oxide sulfated and the sulfuric acid half esters formed neutralized with bases and the use of these products as surface-active agents in liquid detergents and cleaners.
Sulfatierungsprodukte auf Basis von Ricinusöl oder Ricinusölepoxid finden vielfältige technische Anwendungen, so z. B. in der Na߬ veredlung von Textilien, in Handwaschpasten, als Verdickungs ittel für Lacke, Hydrotrope für flüssige Reinigungsmittel, Korrosions¬ schutzmittel oder E ulgatoren für Mineralöle [Soap Cosm. Chem. Spec. 39, (1975)]. Trotz ausgezeichneter anwendungstechnischer Eigenschaften wird die Verwendung der genannten Sulfatierungsprodukte jedoch durch Preis und Verfügbarkeit des Ricinusöles limitiert, die starken Schwankungen unterworfen sind.Sulphation products based on castor oil or castor oil epoxide find a variety of technical applications, such as. B. in the wet finishing of textiles, in hand-washing pastes, as thickeners for paints, hydrotropes for liquid cleaning agents, corrosion protection agents or emulsifiers for mineral oils [Soap Cosm. Chem. Spec. 39, (1975)]. Despite excellent application properties, the use of the sulfation products mentioned is limited by the price and availability of castor oil, which are subject to strong fluctuations.
Vorschriften für die Sulfierung von Ricinusöl finden sich z. B. in J. Am. Oil. Chem. Soc. 48, 314 (1970) und Soap Cosm. Chem. Spec. 44, (1972). Ferner wird in der DE 37 29 484 AI ein Verfahren zur
Sulfierung von epoxidiertem Ricinusöl mit gasförmigem Schwefeltrioxid beschrieben.Rules for the sulfonation of castor oil can be found e.g. B. in J. Am. Oil. Chem. Soc. 48, 314 (1970) and Soap Cosm. Chem. Spec. 44, (1972). Furthermore, in DE 37 29 484 AI a method for Sulfation of epoxidized castor oil with gaseous sulfur trioxide is described.
Ricinolsäure-ähnliche Strukturen sind durch Epoxidation ungesät¬ tigter Fettsäureester und nachfolgender Öffnung der entstandenen Oxiranringe mit Wasserstoff oder geeigneten Nucleophilen zugäng¬ lich, wobei die Bildung von vicinalen Hydroxyderivaten erfolgt. Es ist ferner bekannt, daß sich Epoxide der genannten Art auch durch Reaktion mit geeigneten Sulfierungsmitteln .in vicinale Gly- colsulfate überführen lassen. Diese Reaktion erfolgt jedoch in der Regel so heftig, daß z. B. die direkte Umsetzung mit gasförmigem Schwefeltrioxid unter Zersetzung stattfindet und das gewünschte Glycolsulfat nur über den Einsatz einer Schwefeltrioxid - Dioxan - Additionsverbindung erhältlich ist [J. Org. Chem. 25, 864 (i960)]. Nach der Lehre der DE 20 40 503 wird der epoxidierte Fettsäureester zunächst mit Schwefeldioxid zum Glycolsulfit und anschließend mit Schwefeltrioxid zum Glycolsulfat umgesetzt. In allen diesen Fällen liegen die Produkte jedoch in Folge der bei der Öffnung des Oxiranringes als Nebenreaktion ablaufenden Vernetzung als hochviskose Massen vor.Structures similar to ricinoleic acid are accessible by epoxidation of unsaturated fatty acid esters and subsequent opening of the resulting oxirane rings with hydrogen or suitable nucleophiles, with the formation of vicinal hydroxy derivatives. It is also known that epoxides of the type mentioned can also be converted into vicinal glycol sulfates by reaction with suitable sulfating agents. However, this reaction is usually so violent that, for. B. the direct reaction with gaseous sulfur trioxide takes place with decomposition and the desired glycol sulfate can only be obtained by using a sulfur trioxide-dioxane addition compound [J. Org. Chem. 25, 864 (i960)]. According to the teaching of DE 20 40 503, the epoxidized fatty acid ester is first reacted with sulfur dioxide to form glycol sulfite and then with sulfur trioxide to form glycol sulfate. In all of these cases, however, the products are present as highly viscous masses as a result of the crosslinking that occurs as a side reaction when the oxirane ring is opened.
Das zu lösende technische Problem bestand somit darin, niedrig¬ viskose, ökologisch und toxikologisch unbedenkliche anionische Tenside mit Sulfatstruktur auf Basis praktisch unbeschränkt ver¬ fügbarer Rohstoffe zu entwickeln, wobei diese Produkte den ein¬ gangs genannten Sulfatierungsprodukten in Struktur und Eigen¬ schaften ähnlich sein sollten.The technical problem to be solved was therefore to develop low-viscosity, ecologically and toxicologically harmless anionic surfactants with a sulfate structure based on raw materials which are practically available without restriction, these products being supposed to be similar in structure and properties to the sulfation products mentioned at the beginning .
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung anio¬ nischer Tenside mit Sulfatstruktur, dadurch erhältlich, daß man Umsetzungsprodukte epoxidierter Fettsäureglycerinester mit einer
Verbindung aus der von Wasserstoff, Wasser, aliphatischen Alko¬ holen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und deren Anlagerungsprodukten von durchschnittlich 0.1 bis 10 Mol Ethylenoxid sowie Carbonsäuren mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen gebildeten Gruppe, nach Anlagerung von durchschnittlich 0.1 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettsäureglycerinester sulfatiert und die gebildeten Schwefelsäu¬ rehalbester mit Basen neutralisiert.The invention relates to a process for the preparation of anionic surfactants with a sulfate structure, obtainable by reacting reaction products of epoxidized fatty acid glycerol esters with a Compound from the group formed by hydrogen, water, aliphatic alcohols with 1 to 5 carbon atoms and their adducts of an average of 0.1 to 10 moles of ethylene oxide and carboxylic acids with 1 to 18 carbon atoms, sulfated after addition of an average of 0.1 to 20 moles of ethylene oxide per mole of fatty acid glycerol ester and neutralized the sulfuric acid half-esters formed with bases.
Unter Fettsäureglycerinestern sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen, wie sie bei der Herstellung durch Veresterung von 1 Mol Glycerin mit 1 bis 3 Mol ungesättigter Fettsäuren oder bei der Umsetzung von ungesättigten Triglyceriden mit 0.3 bis 2 Mol Glycerin erhalten werden. Insbesondere werden diejenigen Fettsäureglycerinester eingesetzt, die sich aus Fett¬ säuren mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppelbindungen aufbauen, so z. B. der Palmitoleinsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Chaulmograasäure, Erucasäure, Linolensäure, Ara- chidonsäure oder Clupanodonsäure, insbesondere aber der Ölsäure und Linolsäure, die bevorzugt mehr als 50 Gew.-% der Fettsäure¬ komponente ausmachen.Fatty acid glycerol esters are to be understood as meaning the mono-, di- and triesters and their mixtures as obtained in the production by esterification of 1 mole of glycerol with 1 to 3 moles of unsaturated fatty acids or in the reaction of unsaturated triglycerides with 0.3 to 2 moles of glycerol . In particular, those fatty acid glycerol esters are used which are built up from fatty acids with 16 to 24 carbon atoms and 1 to 5 double bonds, for. B. palmitoleic acid, elaidic acid, petroselinic acid, chaulmograic acid, erucic acid, linolenic acid, arachidonic acid or clupanodonic acid, but especially oleic acid and linoleic acid, which preferably make up more than 50% by weight of the fatty acid component.
Die Fettsäureglycerinester können synthetischer oder natürlicher Herkunft sein. Vorzugsweise werden solche Ester verwendet, die auf Basis von Korianderöl, Chaulmograaöl, Sonnenblumenöl, Bau woll- saatöl, Olivenöl, Erdnußöl, Leinöl, Lardöl, Meadowfoamöl, Schweineschmalz oder Fischöl, insbesondere aber neuem, ölsäure- reiche Rüböl oder Sojaöl gewonnen werden. Ausdrücklich können auch solche nativen Fettsäureglycerinester eingesetzt werden, de¬ ren Fettsäurekomponente sich nicht vollständig, sondern nur zum überwiegenden Teil, d. h. zu mehr als 50 Gew.-%, aus den genannten ungesättigten Fettsäuren aufbaut sowie technische Gemische
verschiedener ungesättigter oder weitgehend ungesättigter Fettsäureglycerinester untereinander, sofern der Gehalt an unge¬ sättigten Fettsäuren in den Mischungen wiederum mehr als 50 Gew.- beträgt. Bevorzugt wird neues, ölsäurereiches Rüböl oder Sojaöl eingesetzt.The fatty acid glycerol esters can be of synthetic or natural origin. Those esters are preferably used which are based on coriander oil, chaulmograa oil, sunflower oil, cotton wool seed oil, olive oil, peanut oil, linseed oil, lard oil, meadowfoam oil, lard or fish oil, but especially new, oleic acid-rich rape oil or soybean oil. It is also expressly possible to use native fatty acid glycerol esters whose fatty acid component is not completely, but rather only to a large extent, ie more than 50% by weight, built up from the unsaturated fatty acids mentioned, and also technical mixtures various unsaturated or largely unsaturated fatty acid glycerol esters with one another, provided that the content of unsaturated fatty acids in the mixtures is again more than 50% by weight. New, oleic acid-rich rape oil or soybean oil is preferably used.
Die Epoxidation ungesättigter Fettsäureglycerinester kann bei¬ spielsweise nach dem in der Patentschrift DE 857 364 beschriebenen Verfahren durch Umsetzung mit Peressigsäure in Anwesenheit saurer Katalysatoren oder mit in-situ aus Ameisensäure und Wasserstoff¬ peroxid gebildeter Perameisensäure gemäß der US-Patentanmeldung 24 85 160 AI erfolgen.The epoxidation of unsaturated fatty acid glycerol esters can be carried out, for example, by the process described in patent specification DE 857 364 by reaction with peracetic acid in the presence of acidic catalysts or with performic acid formed in situ from formic acid and hydrogen peroxide in accordance with US Pat. No. 2,485,160 A1.
Die Öffnung der dabei gebildeten Oxiranringe kann nach bekannten Verfahren erfolgen:The oxirane rings thus formed can be opened by known methods:
Ein Verfahren zur Hydrierung von Epoxiden ungesättigter Fettsäureglycerinester in Gegenwart von Katalysatoren auf Basis von Schwermetallen der VIII. Nebengruppe des Periodensystems ist z. B. aus der Patentanmeldung DE .2021 530 AI bekannt.A process for the hydrogenation of epoxides of unsaturated fatty acid glycerol esters in the presence of catalysts based on heavy metals of subgroup VIII of the periodic table is known e.g. B. from the patent application DE .2021 530 AI known.
Verfahren zur Umsetzung von epoxidierten Fettsäureglycerinestern mit einer Verbindung aus der von Wasser, Alkoholen und deren Ethylenoxidanlagerungsprodukten sowie Carbonsäuren gebildeten Gruppe unter Öffnung des Oxiranringes und Bildung vicinaler Hydroxyderivate sind Gegenstand der Patentanmeldungen DE 3246 618 AI und DE 34 32 219 AI. Hierbei kommen Wasser, aliphatische Alko¬ hole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und deren Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 0.1 bis 10 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise je¬ doch Methanol sowie aliphatische Carbonsäuren mit 1 bis 18, vor¬ zugsweise jedoch 8 bis 10 Kohlenstoffatomen zum Einsatz. Eine
Zusammenfassung der Verfahrensbedingungen findet sich in M.S. Malinovskii "Epoxides and their derivatives", Sivon Press, 1965.Processes for reacting epoxidized fatty acid glycerol esters with a compound from the group formed by water, alcohols and their ethylene oxide addition products and carboxylic acids while opening the oxirane ring and forming vicinal hydroxy derivatives are the subject of patent applications DE 3246 618 AI and DE 34 32 219 AI. Here, water, aliphatic alcohols with 1 to 5 carbon atoms and their addition products with an average of 0.1 to 10 moles of ethylene oxide, but preferably methanol as well as aliphatic carboxylic acids with 1 to 18, but preferably 8 to 10, carbon atoms are used. A A summary of the process conditions can be found in MS Malinovskii "Epoxides and their derivatives", Sivon Press, 1965.
Die Anlagerung von Ethylenoxid an die Umsetzungsprodukte wird in der bislang noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 39 23 394.4 beschrieben. Die Ethoxylierung kann bei einem Druck von etwa 4 bis 5 bar und Temperaturen von etwa 140 bis 200°C in Ge¬ genwart typischer Alkoxylierungskatalysatoren wie z. B. Natrium ethylat, Kaliumhydroxid oder Hydrotalcit erfolgen. Es werden dabei durchschnittlich 0.1 bis 20 Mol, vorzugsweise jedoch 3 bis 8 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettsäureglycerinester angelagert, wobei ein Gemisch unterschiedlich hoch ethoxylierter Homologer anfällt. Das Ethylenoxid wird dabei bevorzugt in die Carbonylesterbindung der Glycerinester eingeschoben.The addition of ethylene oxide to the reaction products is described in the as yet unpublished German patent application P 39 23 394.4. The ethoxylation can be carried out at a pressure of about 4 to 5 bar and temperatures of about 140 to 200 ° C in the presence of typical alkoxylation catalysts such as. B. sodium ethylate, potassium hydroxide or hydrotalcite. An average of 0.1 to 20 moles, but preferably 3 to 8 moles, of ethylene oxide are added per mole of fatty acid glycerol ester, a mixture of ethoxylated homologs of different degrees being obtained. The ethylene oxide is preferably inserted into the carbonyl ester bond of the glycerol esters.
Nach Ethylenoxidanlagerung können die Umsetzungsprodukte mit üb¬ lichen Sulfieragentien, z. B. Schwefelsäure, Oleu , Chlorsulfonsäure, Amidosulfonsäure, insbesondere aber gasförmiges Schwefeltrioxid im Gemisch mit einem Inertgas sulfatiert werden. Die Sulfatierung kann in der für Fettsäureniedrigalkylester be¬ kannten Weise in hierfür geeigneten Reaktoren, z.B. Fallfilmreak- toren erfolgen. Dabei wird das Schwefeltrioxid mit Luft oder Stickstoff verdünnt und vorzugsweise in Form eines Gasgemisches mit ca. 1 bis 8, insbesondere 3 bis 5 Vol.-% Schwefeltrioxid ein¬ gesetzt.After addition of ethylene oxide, the reaction products can be treated with conventional sulfonating agents, e.g. As sulfuric acid, oleu, chlorosulfonic acid, amidosulfonic acid, but especially gaseous sulfur trioxide in a mixture with an inert gas can be sulfated. The sulfation can be carried out in the manner known for fatty acid lower alkyl esters in suitable reactors, e.g. Falling film reactors take place. The sulfur trioxide is diluted with air or nitrogen and is preferably used in the form of a gas mixture with about 1 to 8, in particular 3 to 5% by volume of sulfur trioxide.
Die Sulfatierung wird zweckmäßigerweise mit einem molaren Ver¬ hältnis von Ausgangsprodukt zu Sulfatierungs ittel von 1 : 0.5 bis 1 : 3.0, vorzugsweise 1 : 1 bis 1 : 2.5 bei Temperaturen von 20 bis 98°C, vorzugsweise 50 bis 95°C durchgeführt.
Die bei der Sulfatierung entstehenden sauren Sulfierprodukte, die sich ganz oder überwiegend aus Schwefelsäurehalbestern -der Aus¬ gangsprodukte zusammensetzen, werden in wäßrige Basen eingerührt, neutralisiert und anschließend auf pH = 7.0 bis 8.5 eingestellt.The sulfation is advantageously carried out with a molar ratio of starting product to sulfating agent of 1: 0.5 to 1: 3.0, preferably 1: 1 to 1: 2.5 at temperatures of 20 to 98 ° C., preferably 50 to 95 ° C. The acidic sulfonation products formed during the sulfation, which are composed entirely or predominantly of sulfuric acid semiesters or the starting products, are stirred into aqueous bases, neutralized and then adjusted to pH = 7.0 to 8.5.
Als Basen für die Neutralisation kommen Alkalimetallhydroxide wie Natrium-, Kalium- und Lithiumhydroxid, Erdalkalimetalloxide und -hydroxide wie Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Calciumoxid und Calciumhydroxid, Ammoniak, Mono-, Di- und Tri-C2_4-Alkanolamine, beispielsweise Mono-, Di- und Triethanolamin sowie primäre, se¬ kundäre oder "tertiäre Cι_4-Alkylamine in Betracht. Die Neutrali- sationsbasen kommen dabei vorzugsweise in Form mehr oder weniger, konzentrierter wässiger Lösungen zum Einsatz, wobei 25 bis 55 gew.-%ige Natriumhydroxidlösungen bevorzugt sind.As bases for the neutralization come alkali metal hydroxides such as sodium, potassium and lithium hydroxide, alkaline earth metal oxides and hydroxides such as magnesium oxide, magnesium hydroxide, calcium oxide and calcium hydroxide, ammonia, mono-, di- and tri-C2-4-alkanolamines, for example mono-, di- and Triethanolamine and primary, secondary or tertiary C 4 alkylamines are also suitable. The neutralization bases are preferably used in the form of more or less concentrated aqueous solutions, with 25 to 55% by weight sodium hydroxide solutions being preferred.
Die erfindungsgemäßen anionischen Tenside mit Sulfatstruktur kön¬ nen in an sich bekannter Weise durch Zusatz von Wasserstoff¬ peroxid- oder Natriumhypochloritlösung gebleicht werden. Dabei werden, bezogen auf den Feststoffgehalt in der Lösung der Sulfate, 0.2 bis 2 Gew.-% Wasserstoffperoxid (berechnet als 100 gew.-% ige Substanz) oder entsprechende Mengen Natriumhypochlorit eingesetzt. Der pH-Wert der Lösungen kann unter Verwendung geeigneter Puffer¬ mittel, z. B. mit Natriumphosphat oder Citronensäure konstant ge¬ halten werden. Zur Stabilisierung gegen Bakterienbefall empfiehlt sich ferner eine Konservierung, z. B. mit Formaldehydlösung, p- Hydroxybenzoat, Sorbinsäure oder anderen bekannten Konservie¬ rungsstoffen.The anionic surfactants according to the invention with a sulfate structure can be bleached in a manner known per se by adding hydrogen peroxide or sodium hypochlorite solution. Based on the solids content in the sulfate solution, 0.2 to 2% by weight of hydrogen peroxide (calculated as 100% by weight substance) or corresponding amounts of sodium hypochlorite are used. The pH of the solutions can be adjusted using suitable buffering agents, e.g. B. be kept constant with sodium phosphate or citric acid. To stabilize against bacterial attack, conservation is also recommended, e.g. B. with formaldehyde solution, p-hydroxybenzoate, sorbic acid or other known preservatives.
Die erfindungsgemäßen anionischen Tenside mit Sulfatstruktur zei¬ gen gute oberflächenaktive Eigenschaften, sind biologisch abbaubar
und können als schaumarme Netzmittel Verwendung in flüssigen Wasch- und Reinigungsmitteln finden.The anionic surfactants according to the invention with sulfate structure show good surface-active properties and are biodegradable and can be used as low-foaming wetting agents in liquid washing and cleaning agents.
Die nachfolgenden Beispiele sollen den Gegenstand der vorliegenden Erfindung näher erläutern.
The following examples are intended to explain the subject matter of the present invention in more detail.
BeispieleExamples
Beispiel 1.1:Example 1.1:
Hydrierung von Sojaölepoxid (Ringöffnung mit Hasserstoff). In ei¬ nem Autoklaven wurden 20 kg epoxidiertes Sojaöl (Epoxidsauerstoffgehalt = 6.78 %, Edenol D81R, Fa.Henkel) und 0.2 kg eines Nickel-Katalysators vorgelegt, die im Reaktor vorhandene Luft durch Stickstoffspülung verdrängt und bei 150 bis 170°C mit einem Wasserstoffdruck von 20 bar, bis zum Ende der Wasserstoff¬ aufnahme (ca. 6 h) hydriert. Nach Abkühlen und Abtrennen des Ka¬ talysators erhielt man einen farblosen Feststoff (Hydroxylzahl = 165.8, Verseifungszahl = 181.4, Iodzahl = 8.3).Hydrogenation of soybean oil epoxide (ring opening with hydrogen). 20 kg of epoxidized soybean oil (epoxy oxygen content = 6.78%, Edenol D81 R , from Henkel) and 0.2 kg of a nickel catalyst were placed in an autoclave, the air present in the reactor being displaced by nitrogen flushing and at 150 to 170 ° C. using a Hydrogen pressure of 20 bar, hydrogenated until the end of the hydrogen uptake (approx. 6 h). After cooling and separating off the catalyst, a colorless solid was obtained (hydroxyl number = 165.8, saponification number = 181.4, iodine number = 8.3).
Beispiel 1.2:Example 1.2:
Ringöffnung von Sojaölepoxid mit Methanol. 2360 g (10 Mol) epoxidiertes Sojaöl (Epoxidsauerstoffgehalt = 6.78 %, Edenol D81R, Fa.Henkel) wurden unter intensiver Kühlung zu der unter Rückfluß stehenden Lösung von 9 g (0.9 g/Mol Epoxid) konz. Schwefelsäure in 960 g (30 Mol) Methanol getropft. Nach beendeter Epoxidzugabe und Abreaktion wurde das Reaktionsgemisch mit Diethanolamin neutrali¬ siert und das überschüssige Methanol im Vakuum entfernt. Man er¬ hielt eine klare gelbe Flüssigkeit (Hydroxylzahl = 185, Versei¬ fungszahl = 163, Iodzahl = 19.4).
Beispiel 1.3:Ring opening of soybean oil epoxide with methanol. 2360 g (10 mol) epoxidized soybean oil (epoxy oxygen content = 6.78%, Edenol D81 R , Fa. Henkel) were concentrated under intensive cooling to the refluxed solution of 9 g (0.9 g / mol epoxy). Drops of sulfuric acid in 960 g (30 mol) of methanol. After the addition of epoxy and reaction had ended, the reaction mixture was neutralized with diethanolamine and the excess methanol was removed in vacuo. A clear yellow liquid was obtained (hydroxyl number = 185, saponification number = 163, iodine number = 19.4). Example 1.3:
Ringöffnung von Sojaölepoxid mit Vorlauf-Fettsäure. In einem Rührkessel wurden 126 kg (805 Mol) Vorlauf-Fettsäure (60 Gew.-% Cß-Fettsäure« 35 Gew.-% Cio-Fettsäure, Säurezahl = 361.9) und 180 kg (766 Mol) epoxidiertes Sojaöl (Epoxidsauerstoffgehalt = 6.78 Gew.-%, Edenol D81R, Fa.Henkel) vorgelegt und unter Rühren auf 170°C erwärmt. Nach Abreaktion des Epoxids (ca. 4 h) wurde die Reaktionsmischung im Vakuum bei 190°C fraktioniert, wobei 42.5 kg Destillat in Form einer dunkelgelben Flüssigkeit (Hydroxylzahl = 84.6, Verseifungszahl = 239, Säurezahl = 2.4) erhalten wurden.Ring opening of soybean oil epoxy with forerun fatty acid. 126 kg (805 mol) of pre-fatty acid (60% by weight of Cβ fatty acid, 35% by weight of cio-fatty acid, acid number = 361.9) and 180 kg (766 mol) of epoxidized soybean oil (epoxy oxygen content = 6.78% by weight) were mixed in a stirred kettle .-%, Edenol D81 R , from Henkel) and heated to 170 ° C. with stirring. After the epoxide had reacted (about 4 h), the reaction mixture was fractionated in vacuo at 190 ° C., giving 42.5 kg of distillate in the form of a dark yellow liquid (hydroxyl number = 84.6, saponification number = 239, acid number = 2.4).
Beispiel 2.1:Example 2.1:
Ethoxylierung des Ringöffnungsproduktes von Sojaölepoxid mit Was¬ serstoff. 650 g (81 Gewichtsteile) des Umsetzungsproduktes von Sojaölepoxid mit Wasserstoff aus Beispiel 1.1 wurden mit 5.0 g einer 30 gew.-%igen Lösung von Kaliumhydroxid in Methanol versetzt und in einem Autoklaven auf 100°C erhitzt. Bei dieser Temperatur wurden die vorhandenen Methanolspuren durch mehrfaches Evakuieren und Belüften mit Stickstoff als Schutzgas entfernt. Nach Steige¬ rung der Reaktionstemperatur auf 150°C wurden insgesamt 152 g (19 Gewichtsteile) Ethylenoxid portionsweise so zudosiert, daß der Druck im Reaktor einen Wert von 5 bar nicht überstieg. Nach Been¬ digung der Reaktion wurde auf 80 bis 100°C abgekühlt und ca. 15 min lang evakuiert, um die noch vorhandenen Ethylenoxidspuren ab¬ zutrennen. Das Rohprodukt fiel als klare gelbe Flüssigkeit an (Hydroxylzahl = 144.5, Säurezahl = 0.8).
Beispiel 2.2Ethoxylation of the ring opening product of soybean oil epoxide with hydrogen. 650 g (81 parts by weight) of the reaction product of soybean oil epoxide with hydrogen from Example 1.1 were mixed with 5.0 g of a 30% strength by weight solution of potassium hydroxide in methanol and heated to 100 ° C. in an autoclave. At this temperature, the existing traces of methanol were removed by multiple evacuation and venting with nitrogen as a protective gas. After the reaction temperature had risen to 150 ° C., a total of 152 g (19 parts by weight) of ethylene oxide were metered in in portions such that the pressure in the reactor did not exceed 5 bar. After the end of the reaction, the mixture was cooled to 80 to 100 ° C. and evacuated for about 15 minutes in order to separate off the traces of ethylene oxide still present. The crude product was obtained as a clear yellow liquid (hydroxyl number = 144.5, acid number = 0.8). Example 2.2
Ethoxylierung des Ringöffnungsproduktes von Sojaölepoxid mit Me¬ thanol. 510 g (77 Gewichtsteile) des Umsetzungsproduktes von Sojaölepoxid mit Methanol aus Beispiel 1.2 wurden mit 7.5 g einer 30 gew.-%igen Lösung von Natriu methylat in Methanol versetzt und nach dem in Beispiel 2.1 angegebenen Verfahren bei 175°C mit 152 g (23 Gewichtsteile) Ethylenoxid umgesetzt. Nach Entfernen der Ethylenoxidspuren im Vakuum erhielt man eine rotbraune Flüssigkeit (Hydroxylzahl = 154.2, Säurezahl = 0.7).Ethoxylation of the ring opening product of soybean oil epoxide with methanol. 510 g (77 parts by weight) of the reaction product of soybean oil epoxide with methanol from Example 1.2 were mixed with 7.5 g of a 30% strength by weight solution of sodium methylate in methanol and 152 g (23 Parts by weight) implemented ethylene oxide. After removing the traces of ethylene oxide in vacuo, a red-brown liquid was obtained (hydroxyl number = 154.2, acid number = 0.7).
Beispiel 2.3Example 2.3
Ethoxylierung des Ringöffnungsproduktes von Sojaölepoxid mit Vor¬ lauf-Fettsäure. 423 g (72 Gewichtsteile) des Umsetzungsproduktes von Sojaölepoxid mit Vorlauf-Fettsäure aus Beispiel 1.3 wurden mit 6.9 g einer 30 gew.-%igen Lösung von Kaliumhydroxid in Methanol versetzt und nach dem in Beispiel 2.1 angegebenen Verfahren bei 140°C mit 165 g (28 Gewichtsteile) Ethylenoxid umgesetzt. Nach Entfernen der Ethylenoxidspuren im Vakuum und Neutralisation mit Milchsäure erhielt man eine dunkelgelbe Flüssigkeit (Hydroxylzahl = 90.5, Säurezahl = 1.1).
Ethoxylation of the ring opening product of soybean oil epoxide with pre-run fatty acid. 423 g (72 parts by weight) of the reaction product of soybean oil epoxide with forerun fatty acid from Example 1.3 were mixed with 6.9 g of a 30% strength by weight solution of potassium hydroxide in methanol and, according to the process given in Example 2.1, at 140 ° C. with 165 g ( 28 parts by weight) of ethylene oxide. After removing the traces of ethylene oxide in vacuo and neutralizing with lactic acid, a dark yellow liquid was obtained (hydroxyl number = 90.5, acid number = 1.1).
Beispiel 3Example 3
Sulfatierung der ethoxylierteπ Ringöffnungsprodukte. In einem 1- 1-Sulfierreaktor mit Mantelkühlung und Gaseinleitungsrohr wurden jeweils 1 Mol der Ethylenoxidaddukte an die Umsetzungsprodukte aus den Beispielen 2.1 bis 2.3 vorgelegt und bei 80 bis 98°C mit 1 bis 2.5 Mol gasförmigem Schwefeltrioxid umgesetzt. Das Schwefeltrioxid wurde durch Erhitzen aus einer entsprechenden Menge 65 %-igen Oleums ausgetrieben, mit Stickstoff auf eine Konzentration von 5 Vol.-% verdünnt und innerhalb von 35 bis 75 min in das Ausgangs¬ produkt eingeleitet. Nach der Sulfatierung wurde das saure Reak¬ tionsgemisch in wäßrige 25 gew.-%ige Natronlauge eingerührt, neu¬ tralisiert und auf pH 7.5 eingestellt.Sulfation of the ethoxylated ring opening products. In a 1- 1 sulfation reactor with jacket cooling and gas inlet tube, 1 mol of the ethylene oxide adducts to the reaction products from Examples 2.1 to 2.3 were initially introduced and reacted at 80 to 98 ° C. with 1 to 2.5 mol of gaseous sulfur trioxide. The sulfur trioxide was expelled from a corresponding amount of 65% oleum by heating, diluted to a concentration of 5% by volume with nitrogen and introduced into the starting product within 35 to 75 minutes. After the sulfation, the acidic reaction mixture was stirred into aqueous 25% strength by weight sodium hydroxide solution, neutralized and adjusted to pH 7.5.
Der Aniontensidgehalt (AT) und die Unsulfierten Anteile (US) wur¬ den nach den DGF-Einheitsmethoden, Stuttgart, 1950-1984, H-III-10 bzw. G-II-6b ermittelt. Der Sulfatgehalt wurde als Natriumsulfat berechnet, die Bestimmung des Wassergehaltes erfolgte nach der Fischer-Methode.
The anionic surfactant content (AT) and the unsulfonated fractions (US) were determined according to the DGF standard methods, Stuttgart, 1950-1984, H-III-10 and G-II-6b. The sulfate content was calculated as sodium sulfate, the water content was determined according to the Fischer method.
Tab.l SulfatierungenTab. 1 sulfations
(Prozentangaben in Gew.-%)(Percentages in% by weight)
Bsp. Edukt Edukt SO? T Rkz AI AJ_ US SO42- H?0Example Educt Educt SO? T Rkz AI AJ_ US SO4 2 - H? 0
Bsp. g g °C min mEq/g % % % %E.g. g g ° C min mEq / g%%%%
3.1 2.1 388 80 82 35 0.014 18.79.0 1.3 71.13.1 2.1 388 80 82 35 0.014 18.79.0 1.3 71.1
3.2 2.1 388 120 92 45 0.010 13.48.9 2.2 75.53.2 2.1 388 120 92 45 0.010 13.48.9 2.2 75.5
3.3 2.1 388 160 98 60 0.011 14.75.2 2.6 77.53.3 2.1 388 160 98 60 0.011 14.75.2 2.6 77.5
3.4 2.2 364 80 95 35 0.013 14.59.5 1.1 74.93.4 2.2 364 80 95 35 0.013 14.59.5 1.1 74.9
3.5 2.2 364 120 96 47 0.010 12.86.2 1.5 79.53.5 2.2 364 120 96 47 0.010 12.86.2 1.5 79.5
3.6 2.2 364 160 98 61 0.008 18.13.7 2.1 76.13.6 2.2 364 160 98 61 0.008 18.13.7 2.1 76.1
3.7 2.3 620 80 90 35 0.017 20.48.9 0.9 69.83.7 2.3 620 80 90 35 0.017 20.48.9 0.9 69.8
3.8 2.3 620 120 95 45 0.019 20.24.9 0.8 74.13.8 2.3 620 120 95 45 0.019 20.24.9 0.8 74.1
3.9 2.3 620 160 97 58 0.016 22.11.1 1.3 75.53.9 2.3 620 160 97 58 0.016 22.11.1 1.3 75.5
3.10 2.3 620 240 98 75 0.011 14.80.7 1.1 83.43.10 2.3 620 240 98 75 0.011 14.80.7 1.1 83.4
Le ende: Edukt = Einsatzstoff emäß Bs .2.1 - 2. An abe in gLe ende: educt = feed material according to Bs .2.1 - 2. An abe in g