PL67728B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 05.Y.1969 (P 133 365) 16.VII.1973 67728 KI. 12o,ll MKP C07c 67/00 CZY i Ukd Urzedu I"; Polskiej titin; ¦: c-go Wspóltwórcy wynalazku: Janina Cyganska, Halina Grynberg, Irena Mazgajska Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Przemyslowej, Warszawa (Polska) Sposób otrzymywania emulgatorów stanowiacych estry kwasów tluszczowych i produktów dehydratacji sorbitolu Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania emulgatorów stanowiacych estry kwasów tluszczowych i produktów dehydratacji sorbitolu o róznych okreslo¬ nych zawartosciach sorbitolu, mono- i dwuanhydrosor- bitoli. Sorbitol jako alkohol szesciowodorotlenowy wy¬ kazuje zdolnosci tworzenia monoanhydratu zwanego sor- bitanem oraz dwuanhydratu zwanego sorbidem o budo¬ wie odpowiednio jedno- i dwupierscieniowej. Mieszani¬ na mono- i dwuanhydratów poddawana dalej estryfikacji kwasami tluszczowymi daje monoestry i dwuestry sor- bidu oraz sorbitanu. Mieszanina otrzymywanych pro¬ duktów ma wlasciwosci emulgujace i stosowana jest w przemysle farmaceutycznym i kosmetycznym.Ze wzgledu na zróznicowany sklad czasteczki alko¬ holowej estru (zmienna ilosc grup hydroksylowych i budowy lancucha) poszczególne produkty wykazuja róz¬ na polarnosc a wiec i rózne powinowactwo do wody.Wlasciwosc te wykorzystuje sie przy otrzymywaniu emulgatorów rózniacych sie rozpuszczalnoscia i typem tworzonej emulsji.Emulgator zawierajacy wiecej estrów sorbitolu i sor¬ bitanu, jako zwiazków bardziej polarnych, wykazuje wieksze zdolnosci emulgujace w przypadku fazy tlusz¬ czowej o charakterze bardziej hydrofilowym (oleje roslin¬ ne), natomiast wieksza zawartosc estru sorbidu w mie¬ szaninie czyni emulgator bardziej przydatnym do pod¬ lozy o wlasciwosciach bardziej hydrofobowych, np. oleje mineralne.Znane z literatury sposoby otrzymywania estrów kwa¬ sów tluszczowych i anhydrosorbitoli polegaja na jedno- 10 15 20 25 30 czesnym procesie dehydratacji sorbitolu i estryfikacji kwasem tluszczowym wobec katalizatorów kwasowych, jak kwas siarkowy, fosforowy, kwasny siarczan potasu.W procesie tym otrzymuje sie estry sorbidu zawierajace estry sorbitolu i sorbitanu o przypadkowych i niepow¬ tarzalnych wzajemnych stosunkach. Niedogodnoscia tego sposobu jest brak stalosci skladu produktu co zmniejsza jego wartosc uzytkowa jako emulgatora.Znany jest równiez sposób wedlug opisu patentowego nr 56187, który polega na dwuetapowym procesie wy¬ twarzania wyzej wymienionych estrów. Najpierw pro¬ wadzi sie calkowita dehydratacje sorbitolu wobec kwasu p-toluenosulfonowego w temperaturze 120—140°C, a nastepnie otrzymany anhydryt estryfikuje sie wobec tega katalizatora w tym samym srodowisku w temperaturze 140—170°C.Ilosc stosowanego katalizatora wynosi 0,5—3% w sto¬ sunku do ilosci sorbitolu. Uzycie tak wysokiej dawki silnego katalizatora jest konieczne dla zapewnienia cal¬ kowitej dehydratacji sorbitolu (powyzej 96% sorbidu).Sposób ten zapewnia wprawdzie stalosc i powtarzal¬ nosc skladu lecz ogranicza sie do otrzymywania estrów sorbidu i nie nadaje sie do otrzymywania serii estrów o róznym i okreslonym skladzie produktów czesciowej dehydratacji sorbitolu. Produkt czesciowej dehydratacji jest niestabilny w srodowisku kwasnym i w czasie estry¬ fikacji kwasami tluszczowymi wobec katalizatora kwas¬ nego w temperaturze okolo 160°C ulega dalszej dehy¬ dratacji w sposób przypadkowy, co prowadzi do otrzy¬ mywania produktów o niepowtarzalnym skladzie. 6772867728 Stwierdzono, ze mozna otrzymac szereg emulgatorów o z góry okreslonych wlasciwosciach przez wytworzenie stabilnych produktów o zróznicowanym udziale estrów sorbitolu, sorbitanu i sorbidu. Sposobem wedlug wyna¬ lazku proces prowadzi sie pod zmniejszonym cisnieniem do 10 mm Hg w dwóch etapach. Sorbitol poddaje sie dehydratacji w temperaturze 130—155*C w obecnosci 0,1—0,5% kwasu p-toluenosulfonowego lub w temperatu¬ rze 170—200°C w obecnosci 1,0—4,0% kwasu fosforo¬ wego w czasie 1—4 godzin, nastepnie wprowadza sie wodorotlenek sodowy w nadmiarze, dla zahamowania procesu dehydratacji, przez stechiometryczne zneutrali¬ zowanie kwasnego katalizatora oraz dla zapewnienia srodowiska alkalicznego w nastepnym procesie estryfi- kacji kwasami tluszczowymi. Nadmiar wodorotlenku so¬ dowego wynosi 0,1—0,2% wagowych w stosunku do ilosci uzytych kwasów tluszczowych.Uzyskana alkaliczna mieszanine mono- i dwuanhy- dratu sorbitolu estryfikuje sie kwasami tluszczowymi nasyconymi lub nieniasyconymi posiadajacymi 12—22 atomów wegla w czasteczce w temperaturze 170—200°C.Srodowisko alkaliczne zapobiega dalszej dehydratacji sorbitolu a tym samym zapewnia stalosc skladu pro¬ duktów. Wplyw zmiany srodowiska mieszaniny reak¬ cyjnej na przebieg procesu dla warunków reakcji okre¬ slonych w przykladzie II przedstawia zamieszczony wy¬ kres 1, na którym linia ciagla oznaczono przebieg reakcji w srodowisku kwasnym, a linia przerywana po zobojetnieniu katalizatora kwasnego lugiem sodowym, linie lii' oznaczaja procentowa zawartosc w miesza¬ ninie sorbitolu, linie 2 i 2' zawartosc sorbitanu i linie 3 i 3' — zawartosc sorbidu.Sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie produkt stanowiacy mieszanine o dowolnym z góry okreslonym skladzie estrów sorbitolu, sorbitanu i sorbidu, co wa¬ runkuje wytworzenie emulgatora o odpowiednich wlas¬ ciwosciach emulgujacych. Zalozony sklad produktu dla ustalonych warunków temperatury i ilosci katalizatora reguluje sie czasem reakcji dehydratacji. W ponizszej tablicy przedstawiono zaleznosc skladu mieszaniny od czasu reakcji dehydratacji dla warunków — w przy¬ padku kwasu p-toluenosulfonowego jako katalizatora wedlug przykladu I i II, a w przypadku kwasu fosforo¬ wego — wedlug przykladu m. 10 15 20 25 30 35 40 stechiometrycznego zneutralizowania kwasnego kataliza¬ tora i 0,07 g dla uzyskania srodowiska alkalicznego procesu estryfikacji), miesza 5 minut i dodaje 74 g stopionego kwasu stearynowego. Mieszanine ogrzewa sie w teperaturze 197+3°C przez 4 godziny przy inten¬ sywnym mieszaniu. Otrzymuje sie 100 g stearynianów o skladzie: 23,8% estru sorbitolu, 24,3% estru sorbitanu, 51,9% estru sorbidu. Produkt jest emulgatorem typu w/o z dodatkiem innego emulgatora np. mydel moze wytwarzac emulsje o/w.Przyklad II. 94 g bezwodnego sorbitolu w kolbie trójszyjnej ogrzewa sie do temperatury 148±2°C. Na¬ stepnie dodaje sie 0,2 g kwasu p-toluenosulfonowego.Proces prowadzi sie pod próznia 10 mm Hg w stalej temperaturze 148±2°C przez 2 godziny w atmosferze azotu przy ciaglym mieszaniu.Po tym czasie dodaje sie 0,12 g wodorotlenku sodo¬ wego w tym 0,04 g dla neutralizacji srodowiska miesza 5 minut i dodaje 70 g ogrzanego kwasu la*urynowego.Mieszanine ogrzewa sie w temperaturze 180±3°C przez 4 godziny przy intensywnym mieszaniu. Otrzymuje sie 95 g laurynianów o skladzie: 5% estrów sorbitolu, 38,5% estrów sorbitanu i 56,5% estrów sorbidu. Produkt wykazuje dobre wlasciwosci emulgujace fazy tluszczowej zawierajacej oleje roslinne o duzej zawartosci kwasów nienasyconych, na przyklad olej z oliwek.Przyklad III. 94 g bezwodnego sobitolu ogrzewa sie w kolbie trójszyjnej do temperatury 187±3°C i dodaje 2 g kwasu fosforowego. Proces prowadzi sie w tej temperaturze przez 3 godziny pod próznia 10 mm Hg w atmosferze azotu przy ciaglym mieszaniu. Po tym czasie dodaje sie 25 g wodorotlenku sodowego (24,5 g dla neutralizacji katalizatora i 0,5 g dla uzyska¬ nia alkalicznego srodowiska w procesie estryfikacji) mie¬ sza 5 minut i dodaje sie 74 g ogrzanego do temperatury 80°C kwasu olejowego. Mieszanine ogrzewa sie w tem¬ peraturze 187±3°C przez 4 godziny przy intensywnym mieszaniu. Otrzymuje sie 100 g oleinianów o skladzie: 2,9% estru sorbitolu, 19,8% estru sorbitanu, 77,3% estru sorbidu. Produkt wykazuje dobre wlasciwosci emulgu¬ jace fazy tluszczowej zawierajacej olej mineralny, na przyklad parafinowy.Katalizator kwas p-tohienosul- fonowy kwas p-toluenosul- fonowy kwas fosforowy Dehydratacja Czas godz. 1,0 2,0 3,0 Temp. °C 148 ±2 148 ± 2 187 ± 3 Procentowy sklad mieszaniny sorbitol 23,8 5 3 sorbitan 24,5 38,5 20 sorbid 51,9 56,5 77 Emulgator typu w/o silnie hydrofilny slabo hydrofilny hydrofobowy Przyklad I. 94 g bezwodnego sorbitolu w kolbie trójszyjnej ogrzewa sie do temperatury 148+2°C. Na¬ stepnie dodaje sie 0,1 g kwasu p-toluenosulfonowego.Proces prowadzi sie pod próznia 10 mm Hg w stalej temperaturze 148+2°C przez 1 godzine w atmosferze azotu przy ciaglym mieszaniu. Po tym czasie dodaje sie 0,09 g wodorotlenku sodowego (0,02 g potrzebne dla 60 65 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania emulgatorów stanowiacych estry kwasów tluszczowych i produktów dehydratacji sorbitolu przez dehydratacje sorbitolu w obecnosci ka¬ talizatorów kwasowych, zwlaszcza kwasu p-toluenosul¬ fonowego w podwyzszonej temperaturze pod próznia«772» i nastepnie estryfikacja produktów dehydratacji kwasa¬ mi tluszczowymi nasyconymi i nienasyconymi o 12—22 atomów wegla w czasteczce znamienny tym, ze proces dehydratacji sorbitolu prowadzi sie w obecnosci 0,1—0,5% wagowych kwasu p-toluenosulfonowego w temperaturze 130—155°C lub w obecnosci 1,0—4,0% wagowych kwasu fosforowego w temperaturze 170— —200°C w czasie 1—4 godzin, po czym wprowadza sie wodorotlenek sodowy w nadmiarze w stosunku do ilosci potrzebnej stechiometrycznie do zobojetnienia kwasnego katalizatora i uzyskana alkaliczna mieszanine sorbitolu mono- i dwuanhydrosorbitolu estryfikuje sie kwasami tluszczowymi w temperaturze 170—200°C.

2. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze estry- fikacje prowadzi sie w obecnosci wprowadzonego nad¬ miaru wodorotlenku sodowego w ilosci 0,1—0,2% wa¬ gowych w stosunku do ilosci uzytego kwasu tluszczo¬ wego. 5 godz. PL PL