WO1995001360A1

WO1995001360A1 - Verfahren zur herstellung von alkyl- und/oder alkenyloligoglucosiden

Info

Publication number: WO1995001360A1
Application number: PCT/EP1994/002036
Authority: WO
Inventors: Paul Schulz; Rainer Eskuchen
Original assignee: Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1995-01-12
Also published as: US5792843A; DE59407142D1; ES2122311T3; JPH08512035A; EP0706529A1; EP0706529B1; DE4321840A1

Abstract

Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside lassen sich bei hoher Reaktionsgeschwindigkeit herstellen, indem man Glucose einer Korngrößenverteilung von mindestens 80 % im Bereich von 20 bis 200 νm mit Fettalkoholen in an sich bekannter Weise einer sauren Acetalisierung unterwirft. Es werden Produkte mit hohem Anteil an Monoglucosiden erhalten.

Description

Verfahren zur Herstellung von .Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucosiden

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Al¬ kyl- und/oder Alkenyloligoglucosiden, bei dem man Glucose einer ausgewählten Korngröße mit Fettalkoholen in an sich bekannter Weise einer sauren Acetalisierung unterwirft sowie die Verwendung dieser Glucose für die Herstellung von Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucosiden.

Stand der Tecϊi-n-ϊV

J kyloligoglykoside, insbesondere Alkyloligoglucoside stellen nichtionische Tenside dar, die infolge ihrer ausgezeichneten Detergenseigenschaften und hohen ökotoxikologischen Verträg¬ lichkeit zunehmend an Bedeutung gewinnen. Herstellung und Verwendung dieser Stoffe sind gerade in letzter Zeit in einer Reihe von Übersichtsartikeln dargestellt worden, von denen stellvertretend die Veröffentlichungen von H.Hensen in Skin Care Forum, 1, (Okt.1992), D.Balzer und N.Ripke in Seifen- Öle-Fette-Wachse 118, 894 (1992) und B.Brancq in Seifen-Öle- Fette-Wachse 118, 905 (1992) genannt werden sollen. Zu ihrer Herstellung geht man üblicherweise von Glucose aus, die in Gegenwart saurer Katalysatoren mit Fettalkoholen ace- talisiert wird. .Anschließend wird der Katalysator neutrali¬ siert, überschüssiger Fettalkohol abgetrennt und das Produkt gebleicht.

-Als Katalysatoren für die Acetalisierung kommen grundsätzlich Säuren in Betracht. Schwefelsäure beispielsweise ist in der Kondensation äußerst wirksam, führt jedoch stets zu sehr dun¬ kelgefärbten Produkten, die sich nicht oder nur schwer auf¬ hellen lassen; zudem wird ein hoher Gehalt an unerwünschten Nebenprodukten, insbesondere Polyglucose, beobachtet.

In der Vergangenheit hat es nicht an Vorschlägen für geeig¬ nete saure Katalysatoren gefehlt, mit deren Hilfe man die Produktverteilung und insbesondere die Reaktionsgeschwindig¬ keit zu steuern hoffte. So ist beispielweise aus den beiden Schriften EP-Bl 0 132 043 und EP-Bl 0 132 046 (Procter & Gamble) bekannt, daß sich p-Toluolsulfonsäure und insbeson¬ dere auch anionische Tenside in saurer Form, wie etwa lang- kettige Alkylbenzolsulfonsäuren, Alkylsulfonsäuren und Schwe¬ felsäurehalbester von Fettalkoholen und deren Polyglycol- ethern für diesen Zweck eignen. In ähnlicher Weise beschreibt die US 5,003,057 (Henkel Corp.) die Verwendung von Naphtha¬ linsulfonsäure. Aus der EP-A 0 415 192 ist schließlich die Acetalisierung von Zuckern in Gegenwart von Sulfobernstein- säure bekannt.

-Alle diese bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil ge¬ meinsam, daß die Reaktionsgeschwindigkeit gemessen an anderen technischen Verfahren nach wie vor unbefriedigend ist und lange Kesselbelegungszeiten resultieren, die die Wirtschaft¬ lichkeit des Verfahrens belasten. Des weiteren geht mit der Länge der Reaktionszeit erfahrungsgemäß auch eine Verschlech¬ terung der Farbgualität einher, so daß auch aus diesem Grunde eine Verkürzung der Reaktionszeit erwünscht ist. Im Hinblick auf die Produktverteilung hat sich die Auswahl der Katalysa¬ torsäure zudem als wenig relevant erwiesen.

Die Aufgabe der Erfindung hat somit darin bestanden, ein ver¬ bessertes Verfahren zur Herstellung von Alkyl- und/oder Alke¬ nyloligoglucosiden zu entwickeln, das frei von den geschil¬ derten Nachteilen ist.

Beschreibunσ der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucosiden, bei dem man Glucose einer Korngrößenverteilung von mindestens 70 % im Bereich von 20 bis 300 um und vorzugsweise 90 % im Bereich von 20 bis 200 um mit Fettalkoholen in an sich bekannter Weise einer sauren Acetalisierung unterwirft.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Korngröße der Glucose einen erheblichen Einfluß auf die Geschwindigkeit der Acetalisierung und damit die Farbgualität hat. Gleichzeitig wird im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens die Selekti¬ vität der Acetalisierung in Richtung auf einen erhöhten An¬ teil an Monoglucosiden und einen verminderten Anteil an hö¬ heren Oligomeren signifikant verbessert. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß Glucose einer breiten Korngrößenverteilung innerhalb des Bereiches von 20 bis 200 μm im Hinblick auf übliche Verdampfungskapazitäten eine optimale Reaktionsgeschwindigkeit zeigt.

Des weiteren hat es sich im Sinne des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens als vorteilhaft erwiesen, Glucose einer Qualität zu verwenden, die sowohl einen Feinstkornanteil (< 20 um), als auch einen Grobkornanteil (> 500 um) von jeweils weniger als 10, vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% aufweist. Diese Maß¬ nahme ist insbesondere im Hinblick auf den Einsatz länger- kettigerer Fettalkohole vorteilhaft.

Herstellung der Alkyl- und/oder Alkenyloliσoσlucoside

Die Herstellung der Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside durch sauer katalysierte Acetalisierung von Glucose mit Fettalkoholen - gegebenenfalls über die Zwischenstufe der Butylglucoside - ist aus einer Vielzahl von Publikationen bekannt. Stellvertretend sei in diesem Zusammenhang auf die Schriften EP-.A1-0 301 298 und WO 90/3977 verwiesen.

Die erfindungsgemäß einzusetzende Glucose stellt ein kommer¬ ziell erhältliches Produkt dar, welches jedoch auch aus kon¬ ventionellen Typen durch einfache Siebklassierung zugänglich ist.

Als Fettalkohole kommen solche mit 6 bis 22, vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatomen in Betracht. Vorzugsweise werden technische C-L2-16" oder Cg-_ιo-^Fettalk°hole auf Basis Kokos- oder Palmkernöl eingesetzt.

Als saure Katalysatoren kommen tensidische und nichttensidi- sche Systeme in Betracht, beispielsweise Dodecanbenzolsulfon- säure, Naphthalinsulfonsäure, Sulfobernsteinsäure, Sulfoes- sigsäure, p-Toluolsulfonsäure, Methansulfonsäure und Sulfo- triacetin. Die Katalysatoren können in Mengen von 1 bis 10 mEg - bezogen auf die Glucose - eingesetzt werden.

Im .Anschluß an die Acetalisierung können die sauren Kataly¬ satoren in bekannter Weise, insbesondere durch Zusatz von Magnesiumoxid und/oder Natriumhydroxidlösung neutralisiert werden. Die Abtrennung des überschüssigen Fettalkohols er¬ folgt zweckmäßigerweise zweistufig im Sinne einer Grobabrei- cherung in einem Fallfilm- und einer Feinabreicherung in ei¬ nem Dünnschichtverdampfer. Anschließend können die resultie¬ renden .Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit Wasser angepastet und/oder mit Wasserstoffperoxid gebleicht werden.

Gewerbliche .Anwendbarkeit

Die erfindungsgemäß einzusetzende Glucose einer Korngrößen¬ verteilung von mindestens 70 % im Bereich von 20 bis 300 μm zeichnet sich in der Acetalisierung durch eine besonders hohe Reaktionsgeschwindigkeit aus und führt zu vergleichsweise hellfarbigen Produkten mit einem hohen Gehalt an Monoglucosi- den. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher ihre Verwendung für die Herstellung von Alkyl- und/oder Al¬ kenyloligoglucosiden. Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele

a) Reaktionsgeschwindigkeit. In einem 1-1-Dreihalskolben mit Rührer, Tropftrichter und Destillationsaufsatz wur¬ den 234 g (1,3 mol) wasserfreie Glucose einer Korngrö¬ ßenverteilung von 90 % im Bereich von 20 bis 200 bzw. 200 bis 800 μm vorgelegt und mit 1400 g (6,5 mol) C-j_2/14 Kokosfettalkohol (Lorol(^R) Spezial, Hydroxyzahl: 290; Fa. Henkel KGaA, Düsseldorf/ FRG) versetzt. Die Reakti¬ onsmischung wurde auf 90°C vorgeheizt, ein Vakuum von 20 mbar angelegt und dann über den Tropftrichter innerhalb von 5 min 4 mEq - bezogen auf Glucose - Methansulfon- säure zudosiert. Nach Beendigung der Zugabe (t=0) wurde die Reaktionsmischung auf 110°C erhitzt und die Wasser- abscheidung - als Maß für die Reaktionsgeschwindigkeit - in .Abhängigkeit der Reaktionszeit verfolgt. Die Ergeb¬ nisse sind in Tab.l zusammengefaßt.

b) Produktzusammensetzung. Das rohe Reaktionsprodukt wurde neutralisiert, in eine Vakuumdestillationsapparatur überführt und der überschüssige Fettalkohol bei einer Temperatur von 180°C und einem verminderten Druck von 5 mbar abdestilliert. .Anschließend wurden die Produkte mit 1 Gew.-% Wasserstoffperoxid - bezogen auf die Produkte - bei pH = 9 gebleicht. Die Zusammensetzung der Produkte kann Tab.2 entnommen werden. Tab.1: Reaktionsgeschwindigkeit

Bsp. Korngröße tf30 t(50) t(70) μm min min min

1 20-200 42 63 100

VI 200-800 80 125 160

Legende: t(x) = Zeit bis zur .Abscheidung von x % der theo¬ retischen Menge an Reaktionswasser

Tab.2; Produktzusammensetzung

Prozentangaben als Gew.-%

Bsp. Korngröße Monoglucosid (%) DG Rest μm % %

MG C12- 012- C12- oc-GP ß-GP GF

2 20-200 59 33 11 2 14 40

V4 200-800 51 30 10 1 15 44

Legende: MG = Monoglucosid

DG - Diglucosid

C12-CX-GP = C12-oc-Glucopyranosid

C12-ß-GP = C12-ß-Glucopyranosid

C12-GF = C12-Glucofuranosid

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von .Alkyl- und/ oder Alkenyl¬ oligoglucosiden, bei dem man Glucose einer Korngrößen¬ verteilung von mindestens 70 % im Bereich von 20 bis 300 μm mit Fettalkoholen in an sich bekannter Weise einer sauren Acetalisierung unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Glucose einer Korngrößengrößenverteilung von min¬ destens 90 % im Bereich von 20 bis 200 μm einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Glucose einsetzt, deren Feinstkornanteil (< 20 μm) und Grobkornanteil (> 500 μm) jeweils weniger als 10 Gew.-% beträgt.

4. Verwendung von Glucose einer Korngrößenverteilung von mindestens 70 % im Bereich von 20 bis 300 μm für die Herstellung von Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucosiden.