DE69823064T2

DE69823064T2 - Verfahren zur herstellung von schwach gefärbten bis transparenten alkylglykosiden

Info

Publication number: DE69823064T2
Application number: DE69823064T
Authority: DE
Inventors: Tae-Hee Woo; Dong-Hyun Cho; Kwang-Ho Park
Original assignee: LG Chemical Co Ltd
Current assignee: LG Corp
Priority date: 1997-11-22
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2018-11-21
Also published as: DE69823064D1; JP3939094B2; CN1285840A; EP1042338A1; JP2001524485A; CN1213054C; US6504018B1; WO1999026957A1; EP1042338B1

Description

Hintergrund der Erfindung
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkylglycosiden, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von schwach gefärbten bis transparenten Alkylglycosiden.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Alkylglycoside sind nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe hergestellt aus natürlichen Materialien, welche Reinigungs-, Schaumbildungs-, Emulgierungs-, sowie Benetzungsfähigkeiten zeigen, vergleichbar mit denen von anderen nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoffen. Alkylglycoside haben bei der Anwendung als Reinigungsmittel einen Vorteil hinsichtlich einer verringerten Wasserverschmutzung, da sie eine hervorragende biologische Abbaubarkeit aufweisen und weiterhin, weil sie aufgrund ihrer hypo-allergischen Eigenschaften geeignet sind allergische Hautreaktionen zu verringern, welche üblicherweise mit den Detergenzien verbunden sind.
Herkömmlicherweise werden Alkylglycoside mittels eines Verfahrens der Umsetzung von Kohlenstoffhydraten mit niedrigen Fettalkoholen wie Butylalkohol in Anwesenheit von einem Säurekatalysator wie Schwefelsäure oder Salzsäure hergestellt, wobei dann die Kohlenstoffhydrate mit hohen Fettalkoholen reagieren, wie in der Deutschen Patentanmeldung Nr. 37 23 826 A1; Deutschen Patentanmeldung Nr. 38 27 534 A1; Deutschen Patentanmeldung Nr. 38 42 541 A1; EPA-Veröffentlichung Nr. 0 306 650 A1; EPA-Veröffentlichung Nr. 0 306 651 A1 und EPA-Veröffentlichung Nr. 0 306 652 A1 offenbart. Da das Verfahren zwei Reaktionsschritte mit langen Reaktionszeiten verwendet, wird der Prozess komplex. Weiterhin besteht ein Nachteil dahingehend, dass die höheren Fettalkohole sowie die niedrigen Fettalkohole getrennt voneinander gelagert werden müssen, was das Verfahren weiter kompliziert.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, beschreiben die EPA-Veröffentlichung Nr. 0 387 913 A1 und EPA-Veröffentlichung Nr. 0 388 857 A1 ein Verfahren zur Reaktion von Kohlenstoffhydraten wie Glucose mit höheren Fettalkoholen in Anwesenheit eines Säurekatalysators. Dieses Verfahren hat ein Problem mit der Entfernung eines Überschusses von unreagierten hohen Fettalkoholen, welche die Entwicklung einer braunen Färbung bewirken. In einem Neutralisationsschritt wird eine alkalische Substanz hinzugefügt, um die verbliebenen Säuren aus der Reaktion zu entfernen, um somit die Alkylglycoside vor einer reversiblen Zersetzung in Glucose und Alkohol bei einer hohen Temperatur zu schützen. Jedoch ist in dem obigen Neutralisationsschritt ein exakter Neutralisationspunkt nur schwierig zu erreichen und folglich ist die Zugabe eines Überschusses einer alkalischen Substanz ein nicht unübliches Problem. Ein Überschuss an alkalischer Substanz in dem obigen Schritt bewirkt die Entwicklung einer braunen Farbe, was ebenso der Anwesenheit von Kohlenstoffhydraten, Sauerstoff, hohen Temperaturen, Alkaliproteinen, Metallionen, Mineralien oder Vitaminen zuzuschreiben ist.
Um das oben genannte Problem zu lösen, beschreiben US-Patent Nr. 4,950,743; EPA-Veröffentlichung Nr. 0 362 671 A1; EPA-Veröffentlichung Nr. 0 389 753 A1; Deutsche Patentanmeldung Nr. 39 40 827 A1 und die Deutsche Patentanmeldung Nr. 40 19 175 A1 ein Verfahren zur Gleichung von Alkylglycosiden mit Peroxiden, wie Wasserstoffperoxid oder Ozon (O₃) sowie die Stabilisierung mit Natriumborhydrid (NaBH₄). Dieses Verfahren hat das Problem, dass es einen unzufriedenstellenden Grad an Farbe (nahest an Transparenz) bereitstellt und eine Farbrückkehr während der Lagerung der oberflächenaktiven Stoffe auftreten kann.
PCT-Veröffentlichung Nr. WO 94/02494; PCT-Veröffentlichung Nr. WO 94/24139 und PCT-Veröffentlichung Nr. WO 95/23169 beschreiben Verfahren zur Verwendung eines Neutralisierungsmittels, aufweisend eine schwach alkalische Substanz, wie eine Mischung aus Natriumhydroxid und Magnesiumoxid, um die Farbrückkehr zu verringern. Wie schon ausgeführt greifen diese Verfahren nicht zur Lösung des oben genannten Problems der Entfernung der braunen Färbung, obwohl ein zufriedenstellender Farbgrad nahe an der Transparenz erhalten wird.
Weiterhin haben die herkömmlichen Verfahren einen zusätzlichen Nachteil dahingehend, dass die entfernten Fettalkohole, welche eine braune Färbung aufweisen, nicht abermals verwendet werden können, bevor sie in einem Destillationsprozess raffiniert worden sind und deren Farbe entfernt ist. Dieser zusätzliche Schritt kompliziert und verteuert den Herstellungsprozess.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung schwach gefärbter bis transparenter Alkylglycoside bereitzustellen.
Er ist eine weitere Aufgabe ein Verfahren zur Sammlung überschüssiger Fettalkohole bereitzustellen, ohne einen Raffinationsschritt.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung schwach gefärbter bis transparenter Alkylglycoside mittels Reaktion einer Glucose mit einem höheren Fettalkohol in Anwesenheit von einem sauren Katalysator bereit, umfassend die Schritte des Abmischens, Reagierens, Neutralisierens, Destillierens, Verdünnens und Bleichens. Im obigen Verfahren ist der Reaktionsschritt durch eine Produktfarbe und eine Menge an unreagierter Glucose kontrolliert; der Neutralisationsschritt ist durch Alkalimetalloxid-Pulver und die Produktfarbe kontrolliert; der Destillationsschritt durch einen unreagierten Fettalkohol kontrolliert; und der Verdünnungsschritt ist durch raffiniertes ionisches Wasser und einen versiegelten Kessel ohne Sauerstoff kontrolliert.
Weitere Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und werden für den Fachmann ersichtlich beim Studium des Folgenden oder erlernt bei der Durchführung der Erfindung. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können erkannt und erlangt werden mittels der Beschreibung und Zusammenstellung, welche insbesondere in den anhängenden Ansprüchen dargestellt sind.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Das bevorzugte Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail beschrieben.
Ein erstes bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von schwach gefärbten bis transparenten Alkylglycosiden umfasst die Schritte:

a) Reagieren einer Glucose und eines höheren Fettalkohols mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Anwesenheit eines Säurekatalysators, bis die Menge an unreagierter Glucose in dem Reaktionsprodukt weniger als 3% des Gewichtes des Reaktanten beträgt;
b) Neutralisieren des Reaktionsproduktes, aufweisend einen Wassergehalt von weniger als 1000 ppm mittels der Zugabe von Alkalimetalloxid-Pulvern mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 30 m²/g in einer Menge von 0,5 mol bis 1,0 mol auf einer molaren Basis, basierend auf dem verwendeten Säurekatalysator.

In den zuvor genannten Schritten ist es bevorzugt, dass die Menge an höheren Fettalkoholen in Schritt a) 3–5 mol pro mol Glucose beträgt; die Menge an Säurekatalysator in Schritt a) 0,002–0,007 mol pro mol Glucose beträgt; die Reaktionstemperatur 110–125°C beträgt; der Reaktionsdruck 16–20 torr (2133–2666 Pa) beträgt; und die Reaktionszeit 80–200 Minuten ist.
Das bevorzugte Alkalimetalloxid des Neutralisationsmittels in Schritt b) ist Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Calciumoxid, Zinkoxid oder deren Mischungen, wobei die Oberfläche größer als 30 m²/g ist, vorzugsweise größer als 50 m²/g und die verwendete Menge zwischen 0,5 mol und 1,0 mol beträgt, bezogen auf den verwendeten Säurekatalysator. Die Rührtemperatur beträgt zwischen 85°C und 105°C, und die Rührzeit beträgt zwischen 20 Minuten und 60 Minuten bis der pH des Produktes der Neutralisationsreaktion einen Wert zwischen 7,0 und 8,0 erreicht. Das Reaktionsprodukt in Schritt b) hat einen Wassergehalt von weniger als 1000 ppm, vorzugsweise einen Wassergehalt von weniger als 500 ppm.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung von schwach gefärbten bis transparenten Alkylglycosiden die Schritte:

(i) Reagieren einer Glucose und eines höheren Fettalkohols in der Anwesenheit eines Säurekatalysators;
(i) Neutralisieren des Reaktionsproduktes durch Zugabe eines Neutralisationsmittels bis der pH des Reaktionsproduktes 7,0–8,0 erreicht;
(iii) Destillieren des neutralisierten Reaktionsproduktes; anschließend
(iv) Verdünnen des destillierten Reaktionsproduktes mittels der Zugabe von raffiniertem ionischen Wasser mit einem pH im Bereich von 2,0–6,0, in einem versiegelten Kessel, der mit Stickstoffgas beschickt ist.

Es ist ebenfalls bevorzugt, dass das Destillationsinstrument in Schritt (iii) ein Dünnfilmschichtverdampfer ist, und dass die Farbe des verdünnten Reaktionsproduktes in Schritt (iv) gelb ist mit einer Gardnerzahl zwischen 4 und 11.
Der bevorzugte Kessel in Schritt (iv) hat einen Auslass, automatisch gesteuert mittels eines Füllstandsensors oder eines Drucksensors und die verdünnte Konzentration beträgt zwischen 40 und 60%. Das bevorzugte Wasser, das in Schritt (iv) verwendet wird, ist ein raffiniertes ionisches Wasser mit einem pH im Bereich von 3,0–5,0.
In dem obigen Verfahren ist es bevorzugt, dass der Säurekatalysator in dem Reaktionsschritt eine Para-Toluol-Sulfonsäure ist und dass die Menge des verwendeten Magnesiumoxides zwischen 0,5 mol und 1,0 mol beträgt, basierend auf dem verwendeten Säurekatalysator.
In dem obigen Verfahren ist es bevorzugt, dass die Menge des verwendeten Alkalimetalloxides zwischen 0,5 mol und 1,0 mol beträgt, basierend auf dem verwendeten Säurekatalysator, und dass die Neutralisation unter Rühren für 20–60 Minuten bei einer Temperatur von 85–105°C durchgeführt wird, bis der pH des neutralisierten Reaktionsproduktes zwischen 7,0 und 8,0 liegt.
In dem beschriebenen Verfahren wird die Destillation des neutralisierten Reaktionsproduktes durchgeführt, um unreagierte zurückgebliebene Fettalkohole zu entfernen, bis die Menge an unreagierten zurückgebliebenen Fettalkoholen weniger als 2% des Gewichtes des destillierten Reaktionsproduktes beträgt und die entfernten zurückgebliebenen Fettalkohole gesammelt und rezykliert werden, ohne raffiniert zu werden.
In einem anderen bevorzugten Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte:

a) Reagieren einer Glucose mit einem höheren Fettalkohol aufweisend 8 bis 22 Kohlenstoffatome in der Anwesenheit eines Säurekatalysators, bis die Menge an unreagierter Glucose in dem Reaktionsprodukt weniger als 3% des Gewichtes der Reaktanten erreicht;
b) Neutralisieren des Reaktionsproduktes aufweisend einen Wassergehalt von weniger als 1000 ppm mittels Zugabe von Alkalimetalloxid-Pulvern, aufweisend eine spezifische Oberfläche von mehr als 30 m²/g in einer Menge von 0,5 mol bis 1,0 mol, basierend auf dem verwendeten Säurekatalysator und einer molaren Basis;
c) Destillieren des neutralisierten Reaktionsproduktes, um unreagierte zurückgebliebene Fettalkohole zu entfernen, bis die Menge an unreagierten zurückgebliebenen Fettalkohol weniger als 2% des Gewichtes der destillierten Reaktionsprodukte erreicht;
d) Verdünnen des destillierten Reaktionsproduktes mittels Zugabe von raffiniertem ionischen Wasser, aufweisend einen pH zwischen 2,0 und 6,0 in einen versiegelten Kessel; und anschließend
e) Bleichen des verdünnten Reaktionsproduktes mit Wasserstoffperoxid.

In den zuvor genannten Schritten ist es bevorzugt, dass die Neutralisation unter Rühren über 20–60 Minuten bei 85–105°C ausgeführt wird.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend die Faktoren beschrieben, die eine Wirkung auf die Farbqualität und den Reinigungseffekt von Detergenzien haben.
Der erste Faktor ist die Länge der Kohlenstoffkette, die ein Fettalkohol enthält. Im allgemeinen zeigen Alkylglycoside, hergestellt aus Fettalkoholen enthaltend weniger als 10 Kohlenstoffatome, einen hervorragenden Farbgrad, und sie sind sehr hydrophil, was sie löslich in Wasser macht. Jedoch haben Alkylglycoside, hergestellt aus einem Fettalkohol enthaltend mehr als 12 Kohlenstoffatome, einen schlechten Farbgrad, und sie sind sehr hydrophob, was sie als Emulsionsmittel oder Benetzungsmittel geeignet macht. Dementsprechend wird ein Gemisch aus beiden, den Fettalkoholen mit hoher und niedriger Kohlenstoffzahlkette, als Rohmaterial für einen Detergent verwendet, aufweisend einen überragenden Farbgrad und Reinigungseffekt.
Der zweite Faktor ist das Molverhältnis von Fettalkohol zu Glucose. Beispielsweise, wenn das Molverhältnis von Fettalkohol und Glucose (A/G) größer als 5 ist, kann das Produkt einen guten Farbgrad haben, welches am Endpunkt der Reaktion ohne Schwierigkeit aufgefunden wird. Jedoch hat das Produkt einen schlechten Reinigungseffekt, aufgrund des geringen Gerades an Oligomerisation. Andererseits, wenn das Molverhältnis weniger als 2 oder 3 beträgt, kann das Produkt einen schlechten Farbgrad haben. Somit ist es bevorzugt, dass das Reaktions-Molverhältnis von Fettalkohol zu Glucose zwischen 3 bis 5 beträgt, um Alkylglycoside zu erhalten, aufweisend einen hervorragenden Farbgrad und Reinigungseffekt.
Der dritte Faktor ist die Oxygenierung des Reaktionsproduktes bei einer Temperatur oberhalb 130°C, während der Entfernung des Überschusses an Fettalkoholen. Die Oxygenierung stellt Endprodukte bereit, aufweisend einen schlechten Farbgrad.
Der vierte Faktor sind die Neutralisationsbedingungen, wie der pH. Im Neutralisationsschritt ist es schwierig den pH mit einem Neutralisierungsmittel zu kontrollieren. Wenn die Neutralisation nicht hinreichend ist, kann die Reaktion umgekehrt werden und die Alkylglycoside können sich zu Glucose und Alkohol zersetzen und die isolierte Glucose wird karamellartig. Wenn die Neutralisation überschießt, kann das Produkt eine alkalische Substanz werden und eine braune Färbung kann sich entwickeln. Somit ist es bevorzugt, dass der pH in einem Bereich von 7,0 bis 8,0 gehalten wird. Die Temperatur und die Zeit, die in dem Neutralisationsschritt gebraucht werden, haben ebenfalls Einfluss auf pH und Farbqualität.
Dementsprechend ist es bevorzugt, dass in dem Anmischschritt die Menge an Fettalkoholen 3–5 mol pro mol Glucose beträgt; in dem Reaktionsschritt die Menge an Säurekatalysator 0,002–0,007 mol pro mol Glucose beträgt; die Reaktionstemperatur 110–125°C beträgt; der Reaktionsunterdruck 16–20 torr (2133–2666 Pa) beträgt; die Reaktionszeit 80–200 Minuten beträgt; und die Menge an Unreagiertem zu Glucose weniger als 3% des Gewichts der Reaktanten beträgt.
In dem Neutralisationsschritt der vorliegenden Erfindung ist das verwendete Neutralisationsmittel Alkalimetalloxid-Pulver, wie Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Calciumoxid, Zinkoxid in einer Menge zwischen 0,5 mol und 1,0 mol, basierend auf der Menge des verwendeten Säurekatalysator auf einer molaren Basis. Der Rührtemperaturbereich beträgt von 85°C bis 105°C, die Rührzeit zwischen 20 Minuten bis 40 Minuten, der Neutralisationsendpunktbereich beträgt von pH 7,0 bis 8,0.
Im Destillationsschritt der vorliegenden Erfindung sollte das Reaktionsprodukt, destilliert mittels Hitze, einen Anteil an unreagierten Fettalkoholen von weniger als 2% des Gewichts des destillierten Reaktionsproduktes aufweisen. Auch ist es wünschenswert, das destillierte Reaktionsprodukt schnell zu kühlen, bis die Produkttemperatur weniger als 130°C erreicht, um einen überragenden Farbgrad zu erreichen. Und die Sammlung der destillierten überschüssigen Fettalkohole kann ohne einen Raffinierungsschritt rezykliert werden.
Im Verdünnungsschritt der vorliegenden Erfindung ist die kontrollierte Farbe des Reaktionsproduktes gelb, aufweisend eine Gardnerzahl im Bereich von 4 bis 11.
In dem Bleichschritt der vorliegenden Erfindung, nach Entfernung der Reste des Bleichmittels mittels eines Wärmeaustauschers, ist das erhaltene Produkt blass und hat eine transparente Farbe.
Die folgenden Beispiele zeigen die Vorteile der vorliegenden Erfindung.
BEISPIEL 1
Zu einem Kessel mit einem Über-Kopf-Rührer und einem Zugabetrichter wurde ein Gemisch aus Fettalkoholen umfassend 22 Teile an C₈, 17 Teile an C₁₀, 47 Teile an C₁₂ und 14 Teile an C₁₄, jeweils nach Gewicht, hinzugegeben. Das Rühren wurde begonnen und die Glucose hinzugemischt. Die Menge der Zumischung betrug 100 kg und das Gewichtsverhältnis von Fettalkohol zu Glucose betrug 3,5.
155 Gramm an p-Toluolsulfonsäure-Säurekatalysator wurden unter Vakuum hinzugegeben. Der Druck wurde auf 20 torr (2666 Pa) verringert und das Gemisch erhitzt und reagierte bei einem Temperaturbereich von 116°C bis 120°C über 100 Minuten.
Zu diesem Gemisch wurden dann 22 Gramm Magnesiumoxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche 100 m²/g und einem Feuchtigkeitsgehalt von 1% hinzugegeben.
Das Gemisch wurde für 30 Minuten bei einer Topftemperatur von 95°C gerührt.
Das neutralisierte Gemisch wurde dann destilliert bei einem Vakuumdruck von weniger als 0,5 torr (66 Pa) und einer Heiztemperatur von weniger als 200°C. An diesem Punkt in dem Verfahren enthält das destillierte Gemisch einen Alkoholrest, aufweisend weniger als 2% des Gewichtes des destillierten Reaktionsproduktes.
Das destillierte Gemisch wurde dann mit 34 kg an raffiniertem ionischen Wasser verdünnt, entsprechend der Menge an destilliertem Gemisch.
Die verdünnte Lösung zeigte einen Wassergehalt von 50% und eine Gardner-Farbzahl von 5,4.
Zu dem verdünnten Gemisch wurden 0,9 kg an 30-%iger wässriger Lösung an Natriumhydroxid hinzugegeben und über 10 Minuten bei einer Topftemperatur von 50°C aufgelöst. Anschließend wurden 1,7 kg an 28-%iger wässriger Lösung an Wasserstoffperoxid hinzugegeben und bei einer Temperatur von 85°C für 2 Stunden gerührt.
Die gebleichte Lösung enthielt schwach gefärbte und transparente Alkylglycoside mit einem Wassergehalt von 49,6%, einer optischen Durchlässigkeit (transmittance) von 95% und APHA von 30 bei einer Prüfung mit dem Auge und einer instrumentellen Analyse unter Verwendung eines Tintometers (Lovibond's PFX 190) und einem Durchlässigkeitsanalysator (Milton Roy's spectronic 20D). Der aufgefangene Alkohol hatte einen APHA von 0.
BEISPIEL 2
Alkylglycoside wurden durch die Verfahrensschritte des Beispieles 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass 25 Gramm an Magnesiumoxidpulvern aufweisend eine spezifische Oberfläche von 80 m²/g und 1% Feuchtigkeitsgehalt verwendet wurden.
Die verdünnte Lösung zeigte einen Wassergehalt von 50% und eine Gardner-Farbzahl von 6,0.
Die gebleichte Lösung hatte schwach gefärbte und transparente Alkylglycoside mit einem Wassergehalt von 49,5%, einer optischen Durchlässigkeit von 93% und APHA von 48. Der gesammelte Alkohol hatte ein APHA von 10.
VERGLEICHSBEISPIEL A
Alkylglytoside wurden nach den Verfahrensschritten des Beispieles 1 erhalten mit der Ausnahme, dass 62 Gramm Magnesiumoxidpulver, aufweisend eine spezifische Oberfläche von 10 m²/g und einem Feuchtigkeitsgehalt von 1% verwendet wurden.
Die verdünnte Lösung zeigte einen Wassergehalt von 50% und eine Gardner-Farbzahl von 9,5.
Die gebleichte Lösung hatte semi-transparente Alkylglycoside mit einem Wassergehalt von 49,5%, einer optischen Durchlässigkeit von 45% und einem APHA von 190. Der gesammelte Alkohol hat einen APHA von 30.
VERGLEICHSBEISPIEL B
Alkylglycoside wurden nach den Verfahrensschritten des Beispieles 1 erhalten mit der Ausnahme, dass 11 Gramm Magnesiumoxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 65 m²/g und einem Feuchtigkeitsgehalt von 1% sowie 104 Gramm von einer 30%igen wässrigen Lösung an Natriumhydroxid verwendet wurden.
Die verdünnte Lösung zeigte einen Wassergehalt von 50% und eine Gardner-Farbzahl von 15,5.
Die gebleichte Lösung hatte durchscheinende Alkylglycoside mit einem Wassergehalt von 49,5%, einer optischen Durchlässigkeit von 25% und einem APHA von 320. Der gesammelte Alkohol hatte einen APHA von 80.
BEISPIEL 3
Zu einem Kessel mit einem Über-Kopf-Rührer und einem Zugabetrichter wurde ein Gemisch an Fettalkoholen umfassend 22 Teile an C₈, 17 Teile an C₁₀, 47 Teile an C₁₂ und 14 Teile an C₁₄ jeweils nach Gewicht hinzugegeben. Das Rühren wurde begonnen und Glucose hinzugemischt. Die Menge an Zumischung betrug 100 kg und das Gewichtsverhältnis von Fettalkohol zu Glucose betrug 3,5.
155 Gramm an p-Toluolsulfonsäure-Säurekatalysator wurden unter Vakuum hinzugegeben.
Der Druck wurde dann auf 20 torr (2666 Pa) verringert und das Gemisch wurde erhitzt und reagierte bei einem Temperaturbereich von 116°C bis 120°C über 100 Minuten.
Zu diesem Gemisch wurden dann 35 Gramm an Magnesiumoxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 30 m²/g und einem Feuchtigkeitsgehalt von 1% hinzugegeben.
Das Gemisch wurde für 30 Minuten bei einer Temperatur von 95°C gerührt.
Das neutralisierte Gemisch wurde dann unter einem Vakuumdruck von weniger als 0,5 torr (66 Pa) bei einer Heiztemperatur von weniger als 200°C destilliert. An diesem Punkt des Verfahrens enthielt das destillierte Gemisch einen Alkoholrest von weniger als 2% bezogen auf das Gewicht des destillierten Reaktionsproduktes.
Das destillierte Gemisch wurde dann mit 34 kg an raffiniertem ionischen Wasser mit einem pH 4,5 verdünnt, entsprechend der Menge des destillierten Gemisches. Der Verdünnungsschritt wurde in einem versiegelten Kessel ausgeführt, welcher einen Auslass aufwies, der automatisch mittels eines Füllstandssensors oder eines Drucksensors betrieben wurde, und Stickstoffgas wurde in den Kessel zu Beginn des Verdünnens eingefüllt, um eine Exposition des Gemisches von Sauerstoff zu verhindern.
Die verdünnte Lösung zeigte einen Wassergehalt von 50% und eine Gardner-Farbzahl von 7,2. Zu der verdünnten Mischung wurden 0,9 kg an 30%iger wässriger Lösung an Natriumhydroxid hinzugegeben und für 10 Minuten bei einer Temperatur von ungefähr 50°C gelöst. Anschließend wurden 1,7 kg an 28%iger wässriger Lösung an Wasserstoffperoxid hinzugegeben und über 2 Stunden bei 85°C gerührt.
Die gebleichte Lösung hatte schwach gefärbte und transparente Alkylglycoside mit einem Wassergehalt von 49,6%, einer optischen Durchlässigkeit von 84% und einem APHA von 60 bei einer Prüfung mit dem Auge und einer instrumentellen Analyse unter Verwendung eines Tintometers (Lovibond's PFX 190) und einem Durchlässigkeitsanalysator (Milton Roy's spectronic 20 D). Der aufgefangene Alkohol hatte einen APHA von 20.
BEISPIEL 4
Alkylglycoside wurden nach den Verfahrensschritten des Beispieles 1 erhalten mit der Ausnahme, dass die Reaktionszeit weitergeführt wurde, bis die Farbe der Reaktionslösung zwischen Ocker und Wermut lag, und weiterhin 35 Gramm Magnesiumoxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 30 m²/g und einem Feuchtigkeitsgehalt von 1% verwendet wurden. Weiterhin wurde die Neutralisation über 30 Minuten durchgeführt und die Farbe der neutralisierten Lösung bekam einen Gelbton.
Die verdünnte Lösung hatte einen Wassergehalt von 50% und eine Gardner-Farbzahl von 7,8. Die gebleichte Lösung hatte transparente Alkylglycoside mit einer optischen Durchlässigkeit von 75% und einem APHA von 70. Der gesammelte Alkohol hatte einen APHA von 16.
VERGLEICHSBEISPIEL C
Für Vergleichszwecke wurden Alkylglycoside nach den Verfahrensschritten des Beispieles 1 erhalten mit der Ausnahme, dass das Reaktionsprodukt einen Feuchtigkeitsgehalt von 1,25% hatte und 35 Gramm Magnesiumoxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 30 m²/g und einem Feuchtigkeitsgehalt von 1% verwendet wurden. Weiterhin wurde die Neutralisierung unter Atmosphärendruck durchgeführt.
Das neutralisierte Reaktionsprodukt wurde zersetzt zu Alkohol und Glucose und bekam einen karamellartigen Charakter, aufgrund der Oligomerisierung von Glucose in dem Destillationsschritt.
BEISPIEL 5
Alkylglycoside wurden durch die Verfahrensschritte des Vergleichsbeispiels C erhalten, wobei ein Vakuum von 150 torr (19998 Pa) in dem Neutralisationsschritt angelegt wurde.
Es wurde gefunden, dass das neutralisierte Reaktionsprodukt nicht karamelisiert ist.
Die verdünnte Lösung zeigte einen Wassergehalt von 50%, und eine Gardner-Farbzahl von 8,2.
Die gebleichte Lösung hatte transparente Alkylglycoside mit einer optischen Durchlässigkeit von 70% und einem APHA von 74. Der gesammelte Alkohol hatte einen APHA von 18.
BEISPIEL 6
Zu einem Kessel mit einem Über-Kopf-Rührer und einem Zugabetrichter wurde ein Gemisch von Fettalkoholen hinzugegeben umfassend 22 Teile an C₈, 17 Teile an C₁₀, 47 Teile an C₁₂ und 14 Teile an C₁₄, jeweils nach Gewicht. Das Rühren wurde begonnen und die Glucose hinzugemischt. Die Menge an Zumischung betrug 100 kg und das Gewichtsverhältnis von Fettalkohol zu Glucose betrug 3,5.
155 Gramm an p-Toluolsulfonsäure-Säurekatalysator wurden unter Vakuum hinzugegeben.
Der Druck wurde auf 20 torr (2666 Pa) verringert und das Gemisch wurde erhitzt und reagierte bei einer Temperatur von 116°C bis 120°C über 100 Minuten, bis die Farbe des Reaktionsproduktes zwischen Ocker und Wermut lag.
Zu diesem Gemisch, aufweisend einen Wassergehalt von weniger als 1000 ppm, wurden 22 Gramm Magnesiumoxidpulver mit einer spezifischem Oberfläche von 100 m²/g und einem Feuchtigkeitsgehalt von 1% hinzugegeben. Das Gemisch wurde für 30 Minuten bei einer Reaktionstemperatur von 95°C gerührt, bis die Farbe des neutralisierten Reaktionsproduktes Gelb wurde.
Das neutralisierte Reaktionsprodukt wurde dann unter einem Vakuum von weniger als 0,5 torr (66 Pa) und bei einer Heiztemperatur von weniger als 200°C destilliert. An diesem Punkt des Verfahrens enthielt das destillierte Gemisch einen Alkoholrest von weniger als 2% des Gewichtes des destillierten Reaktionsproduktes.
Das destillierte Reaktionsprodukt wurde dann mit 34 kg an raffiniertem ionischen Wasser mit einem pH von 4,5–5,0 verdünnt. Der Verdünnungsschritt wurde in einem versiegelten Kessel ausgeführt, welcher einen Auslass aufwies, welcher automatisch durch einen Füllstandssensor oder einen Drucksensor betrieben wurde, und weiterhin wurde Stickstoffgas in den Kessel zu Beginn der Verdünnung hinzugegeben, um eine Exposition des Gemisches gegenüber Sauerstoff zu vermeiden.
Die verdünnte Lösung hatte einen Wassergehalt von 50% und eine Gardner-Farbzahl von 4,8.
Zu dem verdünnten Gemisch wurde 0,9 kg einer 30%igen wässrigen Lösung an Natriumhydroxid hinzugegeben und für 10 Minuten bei einer Topftemperatur von 50°C gelöst. Anschließend wurden 1,5 kg einer 28%igen wässrigen Lösung an Wasserstoffperoxid hinzugegeben und für 2 Stunden bei 85°C gerührt.
Die gebleichte Lösung hatte schwach gefärbte und transparente Alkylglycoside mit einem Wassergehalt von 50%, einer optischen Durchlässigkeit von 97% und einem APHA (Grad an Farbe) von 25, bei einer Prüfung mit dem Auge und einer instrumentellen Analyse unter Verwendung eines Tintometers (Lovibond's PFX 190) und einem Durchlässigkeitsanalysator (Milton Roy's spectronic 20D). Der aufgefangene Alkohol hatte einen APHA von 0.
In dieser Offenbarung sind nur die bevorzugten Verfahren der Erfindung gezeigt und beschrieben. Aber, wie bereits ausgeführt, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung zur Verwendung in verschiedenen anderen Kombinationen und Umgebungen geeignet ist und Änderungen oder Modifikationen innerhalb des Umfanges des Erfindungskonzepts wie hierin beschrieben möglich sind.

Claims

Verfahren zur Herstellung von blass-gefärbten und transparenten Alkylglycosiden, enthaltend folgende Schritte a) Reaktion einer Glucose und eines höheren Fettalkohols, bestehend aus 8–22 Kohlenstoffatomen, in Gegenwart eines Säurekatalysators bis die Menge an nicht umgesetzter Glucose in dem Reaktionsprodukt weniger als 3 Gew.-% der Reaktanten erreicht; b) Neutralisation des Reaktionsprodukts, das einen Wassergehalt von weniger als 1000 ppm aufweist, auf molarer Basis, durch Hinzufügen eines Alkalimetalloxid-Pulvers, aufweisend eine spezifische Oberfläche von mehr als 30 m²/g in einer Menge von 0,5 Mol bis 1,0 Mol, basierend auf dem verwendeten Säurekatalysator.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Alkalimetalloxid aus Schritt b) Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Kalziumoxid, Zinkoxid oder eine Mischung daraus ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Alkalimetalloxid in Schritt b) eine spezifische Oberfläche von mehr als 50 m²/g aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Neutralisierung in Schritt b) durchgeführt wird, indem das Reaktionsprodukt 20–60 Minuten bei 85–105°C umgerührt wird, bis der pH-Wert des neutralisierten Reaktionsproduktes zwischen 7,0 und 8,0 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Reaktionsprodukt in Schritt b) einen Wassergehalt von weniger als 500 ppm aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die entfernten restlichen höheren Fettalkohole aufgefangen und wiederverwendet werden, ohne gereinigt zu werden.
Verfahren zur Herstellung von blass-gefärbten und transparenten Alkylglycosiden nach Anspruch 1, enthaltend folgende Schritte: (i) eine Glucose und einen höheren Fettalkohol in Gegenwart eines Säurekatalysators zur Reaktion bringen; (ii) das Reaktionsprodukt durch Hinzufügen eines Neutralisationsmittels neutralisieren bis das Reaktionsprodukt einen pH-Wert von 7,0 bis 8,0 erreicht; (iii) das neutralisierte Reaktionsprodukt destillieren; dann (iv) Verdünnen des destillierten Reaktionsprodukts in einem Behälter, der verschlossen und mit Stickstoff beschickt ist, durch Hinzufügen von destilliertem Wasser, das einen pH-Wertebereich von 2,0–6,0 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das destillierte Wasser einen pH-Wert im Bereich von 3,0–5,0 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Behälter in Schritt iv) eine durch einen Pegel- oder Drucksensor automatisch betriebene Auslassöffnung besitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Destillation des neutralisierten Reaktionsproduktes durchgeführt wird, um nicht umgesetzte höhere restliche Fettalkohole zu entfernen bis die Menge an nicht umgesetzten restlichen höheren Fettalkoholen weniger als 2 Gew.-% des destillierten Reaktionsproduktes erreicht und die entfernten restlichen höheren Fettalkohole aufgefangen und ohne Aufreinigung wieder verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin folgende Schritte umfasst: c) Destillieren des neutralisierten Reaktionsproduktes, um nicht umgesetzte restliche höhere Fettalkohole zu entfernen, bis die Menge an nicht umgesetzten restlichen höheren Fettalkoholen weniger als 2 Gew.-% des destillierten Reaktionsproduktes erreicht; d) Verdünnen des destillierten Reaktionsproduktes in einem verschlossenen Behälter durch Hinzufügen von destilliertem Wasser, das einen pH-Wert zwischen 2,0 und 6,0 aufweist; dann e) Bleichen des verdünnten Reaktionsproduktes mit Wasserstσffperoxid
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Verdünnung in Schritt d) durchgeführt wird in einer Konzentration von 40–60%.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei der verschlossene Behälter mit Stickstoff beschickt ist.