ES2351954T3 - Un procedimiento mejorado para la preparacion de alqui-poliglicósidos. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para producir un alquil-poliglicósido, que comprende: a) mezclar un jarabe de dextrosa con una primera porción adecuada de un alcohol graso que tiene de aproximadamente 7 a aproximadamente 22 átomos de carbono para formar una mezcla; b) combinar una segunda porción de un segundo alcohol graso adecuado que tiene de aproximadamente 7 a aproximadamente 22 átomos de carbono con la mezcla para formar una dispersión; c) dejar reposar la dispersión durante un período de tiempo suficiente para formar partículas sólidas; d) reducir el tamaño de la partícula; y e) reducir el contenido de agua de la dispersión después de que se formen las partículas sólidas reduciendo la presión hasta de aproximadamente 100 mm de Hg (13300 Pa) a aproximadamente 1 mm de Hg (133 Pa) y fijando una temperatura en la que el límite inferior de temperatura se selecciona de modo que el alcohol graso sea líquido a aproximadamente 140°C. f) poner en contacto la dispersión de contenido de agua reducido que contiene partículas sólidas con una cantidad eficaz de catalizador ácido; y g) hacer reaccionar el disolvente con el sacárido a una temperatura de aproximadamente 80°C a aproximadamente 140°C bajo una presión reducida para formar una mezcla de reacción que contiene el alquil-glicósido; y h) recuperar el alquil-glicósido.

Description

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los alquil-poliglicósidos se conocen desde hace al menos sesenta años. Son tensioactivos no iónicos con baja toxicidad y suavidad para la piel. Pueden elaborarse a partir de fuentes renovables y se degradan rápidamente en el medio ambiente.

Los procedimientos primitivos para la preparación de alquil-poliglicósidos eran procedimientos en dos etapas. La primera etapa comprendía la reacción de un alcohol inferior que tiene de 1 a 6 átomos de carbono con una fuente de sacárido en presencia de un catalizador ácido para formar el alquil-poliglicósido. Estos alquilpoliglicósidos no tienen propiedades tensioactivas útiles. Puesto que el agua es miscible con, o altamente soluble en, los alcoholes, la mezcla de reacción puede contener cantidades sustanciales de agua (véase U.S. 4.721.780). Los alquil-poliglicósidos superiores, en los que el grupo alifático contiene de 7 a 22 átomos de carbono, se prepararon mediante la transacetalización de los glicósidos inferiores con alcoholes grasos superiores bajo condiciones sustancialmente anhidras.

Más recientemente, alquil-poliglicósidos que tienen grupos alquilo con de 7 a aproximadamente 22 átomos de carbono se han preparado mediante un “procedimiento directo”. En el “procedimiento directo”, un alcohol graso de cadena larga se hace reaccionar con una fuente de sacárido en presencia de un catalizador ácido bajo condiciones en las que el agua formada en la reacción se retira tan rápidamente como se forma para mantener el contenido de agua de la mezcla de reacción a un nivel tan bajo como sea razonablemente posible. El agua formada en la reacción solo es ligeramente soluble en el alcohol graso y cualquier agua no disuelta da como resultado la formación rápida de subproductos no deseados. Los parámetros del “procedimiento directo” se indicaban en U.S. 3.839.318. Otras patentes tales como U.S. 4.939.245,

U.S. 4.950.743 y U. S. 5.003.057 también describen el “procedimiento directo”.

En el procedimiento directo, una fuente de sacárido anhidra o una fuente de sacárido hidratada mezclada con un alcohol, presente en exceso estequiométrico, se calienta bajo presión reducida para retirar el agua. Un catalizador ácido se añade a la mezcla de fuente de sacárido y alcohol graso y, después de que el agua se haya eliminado sustancialmente, la mezcla se calienta bajo presión reducida para formar el alquil-poliglicósido. Como una alternativa, puede formarse una suspensión de sacárido anhidro y alcohol. A continuación, la suspensión se añade a una segunda porción calentada de alcohol. Se prefiere usar una fuente de sacárido hidratada ya que las fuentes de sacárido hidratadas son mucho menos costosas que el material anhidro.

Se conoce en la técnica la preparación de polisacáridos alifáticos grasos usando fuentes de sacárido hidratadas. WO 93/24504 divulga un procedimiento para preparar polisacáridos alifáticos grasos en el que una suspensión de una fuente hidratada en una primera porción de alcohol alifático se introduce en una segunda porción calentada de alcohol alifático y se calienta la mezcla resultante a una temperatura elevada y bajo presión reducida para formar una mezcla de fuente de sacárido y alcohol con contenido de agua reducido, antes de la reacción de la misma en presencia de catalizadores ácidos. Por otra parte, US 4.721.780 divulga un procedimiento para preparar polisacáridos alifáticos grasos en el que una solución acuosa de los sacáridos se mezcla con un reaccionante alcohólico para proporcionar una fase de reacción acuosa homogénea que comprende agua y se hace reaccionar adicionalmente con un catalizador ácido bajo condiciones que conducen a la homopolimerización de dicho reaccionante sacárico.

A partir de WO 98/17379 se conoce un procedimiento para preparar polisacáridos alifáticos grasos en el que una solución acuosa del sacárido se mezcla con un reaccionante alcohólico seguido por destilación de dichas mezclas formando así productos intermedios anhidros libres de alcoholes grasos antes de la reacción de las mismas en presencia de catalizadores ácidos.

Fuentes tales como jarabe con alto contenido de dextrosa al 70% que son líquidas son más fáciles de manejar, más fáciles de bombear y significativamente menos costosa que las fuentes anhidras usadas actualmente, pero no se han usado debido a los problemas inherentes provocados por el agua presente. El agua en la reacción es solo ligeramente soluble en el alcohol graso y cualquier agua no disuelta da como resultado la formación rápida de subproductos no deseados. Además, el jarabe con alto contenido de dextrosa es menos puro que otras formas de dextrosa que se usan actualmente. Por lo tanto, es deseable encontrar un método para producir alquil

poliglicósido que pueda usar un sacárido hidratado, tal como jarabe con alto contenido de dextrosa, como una fuente de dextrosa como una materia prima en el procedimiento. SUMARIO DE LA INVENCIÓN:

Un aspecto de la invención trata de un procedimiento para preparar una mezcla sustancialmente seca de un sacárido en un disolvente tal como un alcohol. La primera etapa del procedimiento comprende mezclar un jarabe de dextrosa con una cantidad de un alcohol sacárico C7-22 suficiente para humedecer a fondo el sacárido. En la siguiente etapa, una segunda porción de un segundo alcohol graso C7-22 se añade a la mezcla para formar una dispersión. La tercera etapa implica dejar reposar la dispersión durante un período de tiempo suficiente para formar partículas sólidas. La dispersión se forma como una masa semisólida que se rompe en partículas más pequeñas. La siguiente etapa comprende reducir el contenido de agua de la dispersión después de que se formen las partículas sólidas al reducir la presión hasta de aproximadamente 100 a aproximadamente 1 mm de Hg (de aproximadamente 13300 a aproximadamente 133 Pa) y una temperatura en la que el límite inferior de temperatura se selecciona de modo que el disolvente se mantenga en fase líquida.

Otro aspecto de la invención trata de un procedimiento para producir alquilpoliglicósidos que utiliza la mezcla de sacárido-disolvente sustancialmente seca descrita anteriormente. Este procedimiento está comprendido por todas las etapas anteriores más hacer reaccionar el alcohol sacárico C7-22 con el sacárido en presencia de una cantidad eficaz de un catalizador ácido a una temperatura de aproximadamente 80°C a aproximadamente 140°C bajo una presión reducida para formar una mezcla de reacción que contiene el alquil-poliglicósido.

La presente invención permite la fabricación de un alquil-poliglicósido usando un jarabe de carbohidrato con alto contenido de dextrosa, líquido, relativamente económico, como una materia prima, y las ventajas del procedimiento simultáneo de usar una dextrosa anhidra. La dextrosa anhidra se forma con requerimientos energéticos mínimos en comparación con métodos de deshidratación conocidos. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN:

El término “alcohol graso”, según se usa en la presente memoria, se refiere a alcoholes alifáticos que tienen de aproximadamente 7 a aproximadamente 22 átomos de carbono. El alcohol también puede ser un alcohol alcoxilado representado por la fórmula:

RO(CR1H-CH2O)yH en la que R es el residuo de un alcohol graso que contiene de aproximadamente 7 a 22 átomos de carbono, R1 es H, CH3 o -CH2-CH3 e Y es un número de 0 a 5. Los alcoholes pueden ser saturados o insaturados, naturales o sintéticos, de cadena lineal

o de cadena ramificada. El alcohol graso usado en el procedimiento de la invención puede ser un único alcohol o una mezcla de alcoholes. Preferiblemente, los alcoholes grasos son alcoholes alifáticos que tienen de 8 a aproximadamente 18 átomos de carbono. También pueden hacerse reaccionar alcoholes que tienen restos aromáticos u otros cíclicos en su estructura, pero los glicósidos formados generalmente no son tan biodegradables como los glicósidos formados a partir de alcoholes alifáticos.

Todas las presiones expresadas en mm de Hg son presiones absolutas a no ser que se apunte otra cosa.

El término coeficiente de extinción, según se usa en la presente memoria, se refiere a la absorbancia calculada de una solución teórica que contiene un gramo de material sólido por centímetro cúbico de solución, medido y calculado de acuerdo con la fórmula:

imagen1

en la que:

A = absorbancia medida a 470 nm

C = concentración en gramos por cm3

L = longitud de la trayectoria en centímetros y

E(479) = coeficiente de extinción a 470 nm

Según se usa en la presente memoria, una “fuente de sacárido hidratada” se refiere a un azúcar reductor o un oligómero o polímero que comprende restos de un azúcar reductor que bajo las condiciones ácidas del procedimiento forma un sacárido reductor requerido para reaccionar con el alcohol. Ejemplos de algunos sacáridos que pueden usarse son cualquier azúcar de 6 carbonos o 5 carbonos tal como dextrosa, manosa, xilosa o arabinosa. El término “hidratado” se refiere a una fuente de sacárido sólida o líquida que contiene agua. Materiales tales como monohidrato de dextrosa, jarabe de maíz con alto contenido de dextrosa solidificado, jarabe de maíz con alto contenido de dextrosa líquido y similares se han encontrado útiles para preparar los alquil-poliglicósidos mediante el procedimiento mejorado de la invención.

El término “alquil-poliglicósido” se usa para indicar una composición de la fórmula:

RO(CR1H-CH2O)yGx en la que R es el residuo de un alcohol graso que tiene de aproximadamente 7 a aproximadamente 22 átomos de carbono; R1 es H, CH3 o CH2CH3; G es el residuo de un sacárido reductor; y es un número medio de 0 a aproximadamente 5; y x es un número medio de 1 a aproximadamente 5. Preferiblemente, x es un número de 1 a aproximadamente 2,5.

G es el residuo de un sacárido reductor. El residuo de un sacárido reductor puede ser el residuo de un monosacárido tal como glucosa, fructosa, lactosa, manosa, xilosa y similares o el residuo o fragmentos de un polisacárido u oligosacárido tal como isomaltosa, maltosa, celobiosa, melobiosa, maltotriosa y similares. Los oligosacáridos pueden sufrir transglicosilación bajo las condiciones ácidas y la temperatura elevada del procedimiento para producir los restos sacáricos reductores que reaccionan con el alcohol y/o un hidroxilo de un mono- o poli-glicósido.

Las fuentes de sacáridos útiles en la práctica de la presente invención son materiales hidratados; esto es, contienen agua. El agua puede estar en la forma de agua de cristalización o meramente agua que se ha adsorbido sobre la superficie de la fuente de sacárido o la fuente de sacárido puede estar en forma de jarabe anhidro. Materiales tales como monohidrato de dextrosa, que contiene una molécula de agua para cada unidad de sacárido, y jarabe de maíz con alto contenido de dextrosa solidificado son útiles en la práctica de la invención.

El procedimiento consiste en dos etapas de procesamiento que implican una fuente de sacárido hidratada, particularmente jarabe de maíz ccon alto contenido de dextrosa (HDCS), al prepararla para una síntesis de alquil-poliglicósido.

Etapa 1: Un sacárido hidratado (totalmente líquido), tal como HDCS (70-71% de sólidos disueltos), calentado se combina con un disolvente, preferiblemente un alcohol graso de cadena larga, se deja enfriar y se solidifica como pequeñas partículas en el disolvente.

Etapa 2: El sacárido solidificado se deshidrata a baja presión y baja temperatura, finalmente, hasta el estado sólido anhidro, después de lo cual se añade un catalizador (opcionalmente, puede añadirse más alcohol graso) según sea necesario para que la síntesis del tensioactivo de alquil-poliglicósido se lleve a cabo hasta la terminación.

Por el término solidificar se entiende que las partículas formadas en la mezcla son una combinación de partículas cristalinas y amorfas.

Se ha encontrado sorprendentemente que cuando se mezcla el jarabe con alto contenido de dextrosa con el alcohol, según se proporciona por la invención, agitando la mezcla y a continuación dejándola reposar, se forman dos fases que se dispersan y la dextrosa se solidifica en una masa semirrígida de pequeñas partículas sólidas cristalinas o amorfas que es fácil de descomponer. Sin limitar el alcance de la invención por el mecanismo mediante el cual se produce la cristalización, se teoriza que la combinación del jarabe y el alcohol permite que la dextrosa se deshidrate lentamente, permitiendo la formación de partículas pequeñas.

También se ha encontrado sorprendentemente que, cuando se usa el procedimiento de solidificación de la invención, la forma beta de la molécula de dextrosa es la forma preferente para solidificarse. Cuando se analizaba, se encontró que de 60 a 95% de la dextrosa está en la forma beta. Se sabe bien en la técnica que la forma beta se disuelve más rápidamente que la forma alfa. La velocidad de reacción está controlada por la velocidad de disolución y, puesto que la forma beta es más rápida en disolverse que la forma alfa, la forma beta tiene una velocidad de reacción superior. Esto hace a una mezcla enriquecida en la forma beta de dextrosa una forma preferente para la materia prima usada en la reacción para formar un alquil-poliglicósido.

El procedimiento de acuerdo con la invención comprende las etapas de:

a) mezclar un sacárido hidratado con una primera porción adecuada de un di

solvente adecuado para formar una mezcla;

b) combinar una segunda porción adecuada de un segundo disolvente ade

cuado, en donde el segundo disolvente es un alcohol, con la mezcla de la eta

pa a) para formar una dispersión;

c) dejar reposar la dispersión durante un período de tiempo adecuado sufi

ciente para formar partículas sólidas (suspensión de cristales);

d) reducir el tamaño de las partículas sólidas; e) reducir el contenido de agua de la dispersión después de que se formen las

partículas sólidas (suspensión de cristales deshidratada);

f) poner en contacto la dispersión de contenido de agua reducido que contie

ne partículas sólidas con una cantidad eficaz de catalizador ácido; y

g) hacer reaccionar el disolvente de la etapa b) con el sacárido a una tempera

tura de aproximadamente 80°C a aproximadamente 140°C bajo una presión

reducida para formar una mezcla de reacción que contiene el alquil-glicósido.

Según se usa en la presente memoria, una “primera porción adecuada” de disolvente se refiere a la cantidad de disolvente con la que se combina la fuente de sacárido hidratada. La primera porción del disolvente (es decir, alcohol graso) generalmente es menos de la mitad de la cantidad total de disolvente presente durante la cristalización/solidificación y la deshidratación subsiguiente (etapas a-e) del sacárido hidratado. Generalmente, la primera porción del disolvente comprende de aproximadamente 5% a aproximadamente 45% y más preferiblemente de aproximadamente 10% a aproximadamente 20% de la cantidad de disolvente presente en la suspensión de cristales. Puede añadirse alcohol a la suspensión de cristales deshidratada antes de la adición del catalizador (etapa f) si es necesario para alcanzar la relación molar apropiada de alcohol graso a sacárido reductor para la reacción del alquilpoliglicósido.

Según se usa en la presente memoria, una “segunda porción adecuada” de disolvente se refiere a la cantidad de disolvente en la que se dispersa la fuente de sacárido hidratada. La segunda porción del disolvente (es decir, alcohol graso) generalmente es más de la mitad de la cantidad total de disolvente presente durante la cristalización/solidificación y la deshidratación subsiguiente (etapas a-e) del sacárido hidratado. Generalmente, la segunda porción del disolvente comprende de aproximadamente 55% a aproximadamente 95% y más preferiblemente de aproximadamente 80% a aproximadamente 90% de la cantidad del disolvente total presente en la suspensión de cristales.

Se contempla dentro del alcance de la invención que el primer disolvente adecuado y el segundo disolvente adecuado puedan ser el mismo disolvente.

Una presión de aproximadamente 100 mm de Hg (13300 Pa) o menos puede usarse para retirar el agua de la suspensión de sacárido, preferiblemente a una presión por debajo de aproximadamente 50 mm de Hg (6670 Pa), si el disolvente es un alcohol que contiene al menos 10 átomos de carbono. La presión a la que se efectúa la retirada de agua depende del disolvente usado en el procedimiento y está preferiblemente en el intervalo en el que ha de llevarse a cabo la reacción entre el alcohol y la fuente de sacárido. La presión está preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 1 mm de Hg (133 Pa) a aproximadamente 100 mm de Hg (13300 Pa), más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 5 mm de Hg (667 Pa) a aproximadamente 70 mm de Hg (9330 Pa). La reacción entre el alcohol y la fuente de sacárido se lleva a cabo en el mismo intervalo de presión. La presión reducida es útil para reducir la cantidad de agua en la mezcla hasta un nivel al que la probabilidad de reacciones secundarias no deseadas sea baja y el procedimiento se dirija a la formación del alquil-poliglicósido. El límite inferior de temperatura se selecciona de modo que el disolvente permanezca líquido. Preferiblemente, para disolventes tales como alcoholes de destilación media (es decir, alcoholes C8 a C12-C14) y alcoholes de número de carbonos inferior, la temperatura se mantiene por debajo de 30 grados C para la retirada inicial de agua y a continuación puede incrementarse en las fases posteriores hasta de aproximadamente 80 grados C a aproximadamente 140 grados C. Para alcoholes de cadena más larga, la temperatura más baja debe estar por encima del punto de congelación de la mezcla de alcoholes a la presión de trabajo.

Una mezcla de fuente de sacárido y alcohol graso que contiene una cantidad de agua que se aproxima al contenido de humedad en equilibrio bajo las condiciones de temperatura y presión se considera sustancialmente anhidra. Las composiciones preferidas contienen generalmente menos de 1% en peso de agua, preferiblemente menos de 0,5% en peso de agua. La cantidad de agua presente en la mezcla depende del alcohol presente y la temperatura y la presión bajo las que se mantiene la mezcla.

Durante la reacción alcohol-sacárido (etapas f y g), el alcohol graso presente en la mezcla de reacción varía de más de 1 mol de alcohol graso por mol de residuo de sacárido reductor hasta un límite práctico de aproximadamente 15 moles de alcohol graso por mol de residuo de sacárido reductor. Preferiblemente, la cantidad de alcohol graso en la mezcla de reacción varía de aproximadamente 1,5 moles a aproximadamente 8 moles y lo más preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 7 moles y más preferiblemente de aproximadamente 2,5 a aproximadamente 5 moles de alcohol graso por mol de residuo de sacárido reductor. El alcohol graso siempre está presente en exceso estequiométrico durante la reacción.

La relación de alcohol graso a residuo de sacárido reductor durante la reacción del alquil-poliglicósido se mantiene generalmente en un punto en el que la mezcla de reacción tiene suficiente fluidez de modo que pueda calentarse, bombearse y removerse adecuadamente para mantener en suspensión la fuente de sacárido no disuelta y para permitir que el agua formada en la reacción se retire rápidamente de la mezcla de reacción. Preferiblemente, de aproximadamente 2 moles de alcohol graso por mol de residuo de sacárido a aproximadamente 6 moles de alcohol graso por mol de residuo de sacárido son suficientes para mantener la mezcla de reacción en estado fluido.

La relación de moles de alcohol graso a moles de residuo de sacárido reductor que ha reaccionado en la mezcla de reacción también afecta al grado de polimerización (DP) o al valor de x en el producto de alquil-poliglicósido.

La mezcla se calienta hasta una temperatura en el intervalo de las temperaturas de reacción. La reacción entre un alcohol graso y una fuente de sacárido reductor se lleva a cabo generalmente en el intervalo de aproximadamente 80°C a aproximadamente 140°C, y preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 95°C a aproximadamente 125°C y lo más preferiblemente de aproximadamente 100°C a aproximadamente 120°C. La presión reducida que puede mantenerse sobre un alcohol C7 es superior a la que puede mantenerse cuando se utiliza como reaccionante un alcohol graso C22. La presión debe ser tan baja como sea posible sin hacer hervir una cantidad sustancial del alcohol desde la mezcla de reacción. La mezcla del sacárido anhidro en el alcohol graso producida por la cristalización y la deshidratación subsiguiente de la fuente de sacárido hidratada se calienta hasta que se alcanza la temperatura de reacción del alquil-poliglicósido. Preferiblemente, el agua se ha reducido hasta un nivel al que el agua no disuelta es mínima en la mezcla de reacción y lo más preferiblemente hasta un nivel tan bajo como sea comercialmente práctico. El contenido de agua puede disminuirse adicionalmente mediante el uso de un barrido con gas inerte sobre la mezcla cristalizada durante la etapa de retirada de agua. Ejemplos de gases inertes que pueden usarse para el barrido incluyen, pero no se limitan a, nitrógeno, helio, dióxido de carbono e hidrógeno. Toda el agua no puede retirarse de la mezcla bajo ninguna condición razonable y, por lo tanto, una pequeña cantidad de agua siempre está presente en la mezcla de reacción.

Después de que la cantidad de agua en la mezcla de sacárido/alcohol graso se haya reducido hasta el nivel requerido, un catalizador ácido se introduce en la mezcla. Los catalizadores ácidos útiles en la práctica de la presente invención son materiales bien conocidos. Ejemplos de ácidos inorgánicos útiles como el catalizador ácido en la práctica de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido clorhídrico y similares, y mezclas de los mismos. Ejemplos de ácidos orgánicos útiles como el catalizador ácido en la práctica de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, ácido trifluoroacético, ácido paratoluenosulfónico, ácido sulfosuccínico, ácido cumenosulfónico, ácidos grasos sulfonados y ésteres de ácido graso sulfonados, formas ácidas de tensioactivos tales como ácidos mono-o di-alquilbencenosulfónicos, sulfatos de alcohol graso, sulfatos de alcohol graso alcoxilados, alquilsulfonatos, ésteres alquílicos de ácido sulfosuccínico, mono-

o di-alquilnaftalenosulfonatos en los que el grupo o los grupos alquilo contienen más de un total de aproximadamente 8 átomos de carbono, y preferiblemente en el intervalo de 16 a aproximadamente 32 átomos de carbono, formas ácidas de resinas y otros catalizadores ácidos conocidos para la acetalización de sacáridos reductores por alcoholes grasos, y mezclas de los mismos. Mezclas de ácidos inorgánicos y orgánicos también son útiles como el catalizador ácido en la práctica de la presente invención.

Después de la adición del catalizador, la mezcla de reacción se agita bien y se mantiene a la temperatura de reacción en el intervalo de aproximadamente 80°C a aproximadamente 140°C bajo una presión reducida para retirar el agua formada en la reacción de forma sustancialmente inmediata a medida que se forma. Si la mezcla de alcohol graso y fuente de sacárido está en el intervalo de temperatura requerido, tan pronto como el catalizador ácido se introduzca en la mezcla, el alcohol graso comienza a reaccionar con la fuente de sacárido para formar agua y el alquilpoliglicósido. Con soluciones acuosas de catalizadores, se selecciona una temperatura inferior a la temperatura de reacción para la adición del catalizador. Después de la adición del catalizador, la temperatura se eleva para promover la velocidad de reacción deseada. La reacción se lleva a cabo durante un espacio de tiempo suficiente para hacer reaccionar la fuente de sacárido presente en la mezcla de reacción con el alcohol graso para formar el alquil-poliglicósido. Como es bien conocido en la técnica, el grado de polimerización (el número de residuos de glicósido que se polimeriza y se une a un grupo alifático) se determina mediante: 1. la estructura y el exceso del alcohol graso; 2. la cantidad y el tipo de catalizador utilizado; y 3. el tiempo, la temperatura y la presión de reacción. El efecto de estas variables es conocido en la técnica y no se analizará en la presente.

La divulgación de la patente de EE. UU. 5.457.190 se incorpora en la presente memoria mediante referencia. Como es bien conocido en la técnica, la acetalización de la fuente de sacárido con el alcohol graso produce agua. La reacción entre el alcohol graso y la fuente de sacárido bajo las condiciones ácidas se lleva a cabo bajo suficiente agitación y presión reducida para permitir que el agua formada en la reacción se separe rápidamente de la mezcla de reacción. El agua se retira de la mezcla de reacción sustancialmente tan pronto como se forma debido a la temperatura elevada y la presión reducida mantenidas sobre la mezcla de reacción. Se desea mantener el agua en la mezcla de reacción a un nivel bajo a fin de que no esté presente en la mezcla de reacción agua libre no disuelta. La mezcla de la fuente de sacárido y el alcohol graso se hace reaccionar durante de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 horas después de que el catalizador ácido se haya introducido en la mezcla. La reacción se lleva a cabo hasta que la cantidad de fuente de sacárido sin reaccionar en la mezcla haya alcanzado un nivel predeterminado. Generalmente, la cantidad de fuente de sacárido sin reaccionar en la mezcla de reacción es menor de aproximadamente 5% en peso del alquil-poliglicósido formado y preferiblemente menor de aproximadamente 2% en peso del alquil-poliglicósido formado y lo más preferiblemente menor de 0,25% en peso del alquil-poliglicósido formado.

Después de que la reacción se haya completado sustancialmente, la mezcla de reacción puede enfriarse. Después de que la mezcla de reacción se haya enfriado hasta una temperatura predeterminada, la mezcla de reacción puede transferirse a la porción de recuperación de producto del procedimiento para un tratamiento adicional.

La reacción puede desarrollarse como un procedimiento discontinuo o continuo.

En un método alternativo, después de que la mezcla de reacción se haya reducido hasta el contenido de sacárido residual requerido, un material neutralizador tal como un hidróxido de metal alcalino, óxido de metal alcalinotérreo, hidróxido de metal alcalinotérreo o una mezcla de los mismos puede añadirse para neutralizar el catalizador ácido. Como se sabe bien en la técnica, la mezcla neutralizada se hace pasar a continuación a medios para separar el alcohol graso sin reaccionar para recuperar el alquil-poliglicósido y el alquil-poliglicósido puede mezclarse con agua y/o tratarse adicionalmente para reducir el color, estabilizar el color y diluir el material hasta la concentración a la que ha de venderse. Generalmente, los alquilpoliglicósidos se venden como mezclas acuosas que contienen de aproximadamente 30% a aproximadamente 80% en peso del material tensioactivo activo.

Existen muchos modos en los que puede llevarse a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención. Los parámetros importantes del procedimiento son la formación de una suspensión de una fuente hidratada de sacárido reductor en una primera porción de alcohol graso, introducir la suspensión de la fuente de sacárido hidratada en la primera porción del alcohol graso en una segunda porción de alcohol graso, agitar, dejar un tiempo suficiente para que el sacárido se solidifique, y romper cualquier masa semisólida formada en partículas más pequeñas. El agua se retira del alcohol graso que contiene el sacárido hidratado ahora solidificado bajo una presión reducida y a una temperatura baja para las fases iniciales de retirada de agua y a continuación a una temperatura elevada para las fases finales de retirada de agua. La temperatura se mantiene generalmente a un nivel tal que el agua pueda retirarse de la mezcla pero el sacárido hidratado no se licúe. Después de que su contenido de agua se haya reducido hasta un nivel deseado, la mezcla de alcohol graso y sacárido se pone en contacto con una cantidad eficaz de un catalizador ácido y la temperatura se eleva hasta, o se mantiene en, el intervalo para la reacción entre el alcohol y el sacárido. La mezcla se hace reaccionar a una temperatura elevada y una presión reducida para formar el alquil-poliglicósido.

La mezcla que contiene el alquil-poliglicósido generalmente se trata adicionalmente para neutralizar el catalizador ácido, separar el exceso de alcohol graso sin reaccionar del producto de alquil-poliglicósido, mezclar con agua, reducir el nivel de color del producto, estabilizar el color y ajustar la concentración del alquilpoliglicósido hasta la concentración y el nivel de pH a los que es sólido.

El ácido puede neutralizarse con hidróxidos de metales alcalinos, óxidos o hidróxidos de metales alcalinotérreos, hidróxido u óxido de aluminio o mezclas de los mismos. El alcohol graso sin reaccionar puede separarse del producto de alquilpoliglicósido mediante extracción con disolvente, evaporación a baja presión tal como en un evaporador de película delgada, un evaporador de película rotatoria y similares, tal como mediante el método descrito en las patentes de EE. UU. 5.304.639 y 5.480.978, cuyos contenidos se incorporan en la presente memoria mediante referencia. El producto puede tratarse para reducir y estabilizar el color antes o después de la separación del alcohol graso de la mezcla de reacción neutralizada, tal como mediante el método descrito en las patentes de EE. UU. 4.950.743 y 5.362.861, el contenido de cada una de las cuales se incorpora en la presente memoria mediante referencia. Preferiblemente, el alcohol graso se retira del producto antes de que el producto se trate para reducir y estabilizar el color. El nivel de color puede reducirse mediante medios de oxidación conocidos tales como blanqueo con hipoclorito, blanqueo con peróxido, tratamiento con ozono, adición de borohidruro de metal alcalino y similares. EJEMPLOS EJEMPLO 1:

Un matraz de 5 litros de 4 bocas se equipó con un agitador mecánico, un termómetro, un capilar para purga con nitrógeno, un tren de montaje de toma de vapor que incluye un condensador de H2O fría, y un receptor graduado. Se proporcionó vacío mediante una aspiradora de reciclado, calor mediante una manta eléctrica, según se requiriera. Un embudo adicional se proporcionó para la adición de catalizador y un tabique de caucho para el muestreo hipodérmico.

El carbohidrato era un jarabe de maíz con alto contenido de dextrosa (HDCS) con un valor equivalente de dextrosa nominal de 95 y nominalmente 71% en peso de sólidos disueltos. Para que el HDCS esté en un estado totalmente líquido, toda la dextrosa debe fundirse. Esta temperatura puede ser determinada fácilmente por un experto en la técnica. A temperaturas inferiores, el HDCS se solidifica.

Se añadieron al matraz 764,8 g (3 moles) de HDCS licuado y 200 g de un alcohol de destilación media de calidad comercial (alcohol C12, C13, nominalmente 45% de C12 y 55% de C13) con un peso molecular medio de 193. La mezcla se removió lentamente durante 1 hora y se enfrió hasta 30 grados C. Se añadieron 1200 g

5 adicionales del alcohol C12-C13, se removió vigorosamente para “emulsionar” (aproximadamente 30 s), y a continuación se dejó reposar, sin remoción, durante la noche. Se formó en el matraz una suspensión de cristales semisólida. Esta se rompió mediante remoción. EJEMPLO 2: Deshidratación del ejemplo 1:

10 Se aplicó vacío al matraz (18-20 mm de Hg (2400-2670 Pa) de presión), seguido por la remoción de la suspensión de cristales. El agua se separó por destilación. Se aplicó lentamente calor (a través de la manta), la temperatura se mantuvo bajo 30°C en las fases de deshidratación iniciales.

Tabla 1. Perfiles de Temperatura y Retirada de Agua, HDCS en alcohol C12-C13

Tiempo Temperatura Agua Retirada Minutos grados C mililitros 0 0 15 27 3 30 27,5 8,5 45 28 10 50 28 60 28 34 70 28 43 80 28 51 90 29 60 100 29 68 110 29 76 120 30 84 130 32 94 140 33 105 150 34 115 160 36 125 170 38 133 180 42,5 141 190 48 149 200 54 153 210 56 160 220 64 166 225 65,5 173 230 67 180 235 68 186 240 70,1 193 245 198 250 74,5 201 255 79 202 260 84 202 265 89 203 270 95 204 275 102 204 280 105 204 EJEMPLO 3: Cristalización con un Alcohol C8-C10.

Tres moles (3 moles) de HDCS totalmente líquido y 200 g de un alcohol C8C10 disponible comercialmente, que está compuesto nominalmente por 10% de alcohol graso C8 y 90% de C10, se combinaron como en el ejemplo 1. La mezcla se

5 dejó enfriar hasta 30 grados C (aproximadamente 1,5 horas) y a continuación se añadieron 918,5 g adicionales del alcohol. La mezcla se removió vigorosamente y a continuación se dejó reposar durante 14 horas. Se formó en el matraz una suspensión de cristales. Esta se rompió mediante remoción. EJEMPLO 4: Deshidratación del ejemplo 3:

10 La deshidratación de la suspensión de cristales resultante del ejemplo 3 tiene un Perfil de Temperatura y un Perfil de Retirada de Agua comparables al Ejemplo 2 que se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2. Perfiles de Temperatura y Retirada de Agua, HDCS en alcohol C8-C10

Tiempo Temperatura Agua Retirada Minutos grados C mililitros 0 0 30 24 40 25 3 50 25 6 60 25 10 70 25.5 20 80 25.5 30 90 25.5 40 100 25.5 50 110 25.5 60 120 28 68 130 29 81 140 30 91 150 31 105 160 32.5 117 170 34 126 180 36 138 190 40 146 200 43 152 210 49 157 220 55 161 230 60.5 163 235 61 168 240 62 172 245 62.5 175 250 63 180 255 64 183 260 64.5 187 270 66.5 194 275 67 198 280 68 202 285 68.5 205 290 70 207 300 75 208 310 83 209 320 91 210 330 95 210 340 100 210 EJEMPLOS 5 Y 6: Síntesis de Alquil-poliglicósidos:

Los jarabes de maíz con alto contenido de dextrosa deshidratados cristalizados de los Ejemplos 2 y 4 se hicieron reaccionar en sus respectivos alcoholes usando ácido dinonilnaftalenosulfónico como catalizador a 105 grados C y 30 mm de Hg (4000 Pa) de presión absoluta. Los datos sobre los productos tensioactivos de alquilpoliglicósido resultantes se dan posteriormente:

Combinación de Carbohidrato-Alcohol Graso

Alcohol adicional añadido (gramos) Sólidos de alquilpoliglicósido (%) Coeficiente de extinción (ε) de color

Ej. 5

Ejemplo 2 1219 29,4 - 30,0 2,1

Ej. 6

Ejemplo 4 989 31,2 - 31,8 0,7

EJEMPLO 7 Cuatro viales se cargaron con 7,5 g de jarabe de maíz con alto contenido de

10 dextrosa (HDCS) totalmente líquido y 14 g de LOROL® 1214A, una marca comercial de Henkel Corporation. LOROL® 1214A es un alcohol graso que comprende nominalmente 67% de C12, 27% de C14, 6% de C16 con trazas de alcohol graso C10 y C18. Cada vial se batió a fondo durante 30 segundos para “emulsionar”. Cada vial se almacenó durante la noche a una temperatura constante seleccionada y a con

15 tinuación de apuntaron la textura y la apariencia. Temp. °C Descripción después de 15 horas 40 Semisólido. Agitar como cristales en jarabe. 35 Cristalinidad aceptable límite. El alcohol es líquido. 30 Cristalinidad muy mejorada. El alcohol es líquido. 25 (ambiente) Buenos cristales pero el alcohol está solidificado

EJEMPLO 8

Se usó el procedimiento del ejemplo 1. Tres moles de HDCS se cristalizaron en LOROL® 1214A mientras se trataba de mantener una temperatura de 25°C a 20 27°C. Después de 9 horas la temperatura disminuía hasta 24°C. Resultaba un fango

líquido-cristalino. Este se removió y se deshidrató.

Claims (9)

1. Un procedimiento para producir un alquil-poliglicósido, que comprende: a) mezclar un jarabe de dextrosa con una primera porción adecuada de un alcohol graso que tiene de aproximadamente 7 a aproximadamente 22 átomos de carbono para formar una mezcla; b) combinar una segunda porción de un segundo alcohol graso adecuado que tiene de aproximadamente 7 a aproximadamente 22 átomos de carbono con la mezcla para formar una dispersión; c) dejar reposar la dispersión durante un período de tiempo suficiente para formar partículas sólidas; d) reducir el tamaño de la partícula; y e) reducir el contenido de agua de la dispersión después de que se formen las partículas sólidas reduciendo la presión hasta de aproximadamente 100 mm de Hg (13300 Pa) a aproximadamente 1 mm de Hg (133 Pa) y fijando una temperatura en la que el límite inferior de temperatura se selecciona de modo que el alcohol graso sea líquido a aproximadamente 140°C. f) poner en contacto la dispersión de contenido de agua reducido que contiene partículas sólidas con una cantidad eficaz de catalizador ácido; y g) hacer reaccionar el disolvente con el sacárido a una temperatura de aproximadamente 80°C a aproximadamente 140°C bajo una presión reducida para formar una mezcla de reacción que contiene el alquil-glicósido; y h) recuperar el alquil-glicósido.

2.

El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la primera porción de un alcohol graso tiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 18 átomos de carbono y la segunda porción de un segundo alcohol graso adecuado tiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 18 átomos de carbono.

3.

Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la primera porción adecuada de alcohol graso es menos de 50% en peso de la cantidad de las porciones primera y segunda de alcohol graso.

4.

El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la relación molar ratio de la primera porción de alcohol graso más la segunda porción de alcohol

graso a los moles de la dextros de contenido de agua reducido es de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 15:1.

5.

El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el contenido de agua se reduce disminuyendo la presión hasta de aproximadamente 70 mm de Hg (9330 Pa) a aproximadamente 5 mm de Hg (667 Pa).

6. Un método para producir una mezcla sustancialmente seca de un sacárido y

un disolvente adecuado, que comprende: a) mezclar un jarabe de dextrosa con una primera porción adecuada de un alcohol graso que tiene de aproximadamente 7 a aproximadamente 22 átomos de carbono para formar una mezcla; b) combinar una segunda porción de un segundo alcohol graso adecuado que tiene de aproximadamente 7 a aproximadamente 22 átomos de carbono con la mezcla para formar una dispersión; c) dejar reposar la dispersión durante un período de tiempo suficiente para formar partículas sólidas; d) reducir el tamaño de las partículas sólidas; y e) reducir el contenido de agua de la dispersión después de que se formen las partículas sólidas reduciendo la presión hasta de aproximadamente 100 a aproximadamente 1 mm de Hg (de aproximadamente 13300 a aproximadamente 133 Pa) y fijando una temperatura en la que el límite inferior de temperatura se selecciona de modo que el alcohol graso sea líquido a aproximadamente 100 °C.

7.

El método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la primera porción de un alcohol graso tiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 18 átomos de carbono y la segunda porción de un segundo alcohol graso adecuado tiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 18 átomos de carbono con la mezcla para formar una dispersión.

8.

El método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la primera porción adecuada de alcohol graso es menos de 50% en peso de la cantidad de la primera más la segunda porción de alcohol graso.

9.

El método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la relación molar de la primera porción de alcohol graso más la segunda porción de alcohol graso a los

moles de la dextrosa de contenido de agua reducido es de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 15:1.