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Verfahren zur Herstellung oberflächenaktiver nichtcyclischer Xylitester
Die Erfindung befasst sich mit nichtcyclischen Xylitestern.
Bekanntlich bilden Ester höherer Fettsäuren mit Polyalkoholen eine Gruppe nichtionischer, oberflächenaktiver Produkte. Sie werden besonders als Emulgatoren für Fette und Öle verwendet. Diese Gruppe von Produkten umfasst z.B. Mono- und Polyester von Laurin-, Palmitin-, Stearin-, Öl-und ändern Säuren mit Äthylenglykol, Glycerin, Sorbit, Mannit und Pentaerythrit. Erlaubt die Anzahl der Kohlenstoffatome der Polyhydroxyalkohol-Kette und ihre molekulare Konfiguration, unter Bildung von Sauerstoffbrücken die Abspaltung eines oder zweier Wassermoleküle, so sind dieEndprodukte der Veresterung, Produkte der partiellen Veresterung von Fettsäuren mit Mono- und Dianhydroderivaten von Polyhydroxyalkoholen. Die Anwendung der oben beschriebenen Produkte unterliegt wegen ihrer sehr geringen Löslichkeit in Wasser gewissen Beschränkungen.
Darüber hinaus sind diese Produkte in einem bestimmten Ausmass giftig, so dass ihre Anwendung'als Nahrungsmittelzusatz, besonders in hohen Dosen nicht ratsam erscheint.
Es wurde festgestellt, dass es möglich ist, spezielle Ester aus Fettsäuren mit 6-30 Kohlenstoffatomen und Xylit, einem Polyalkohol mit fünf geradkettig verbundenen Kohlenstoffatomen, herzustellen. Xylit hat auf Grund seiner Konfiguration und der hinreichenden Anzahl von Hydroxylgruppen die Eigenschaft, zwei Anhydroderivate, nämlich Anhydroxylit und 1, 4 : 2, 5-Dianhydroxylit zu ergeben. Nach dem erfin- dungsgemässen Verfahren werden als Endprodukte Mono- und Diester aus Fettsäuren und Xylit erhalten, in denen der Xylit in der nichtcyclischen Form vorliegt, d. h. alle Hydroxylgruppen des Xylits, mit Ausnahme der durch die Fettsäure veresterten in freier Form vorliegen.
Die so erhaltenen Produkte weisen ein sehr hohes Ausmass an Oberflächenspannung, dispergier- und Emulgieraktivität auf und sind nur sehr wenig giftig, so dass sie auch in hohen Dosen als Zusätze für Lebensmittel verwendet werden können. Erfindungsgemäss wird 1 Mol eines niedrigerenAlkylesters einer Fettsäure mit 6-30 Kohlenstoffatomen mit drei oder mehrMofenXylit inPyridin als Lösungsmittel umgesetzt. Die Umsetzung erfolgt innerhalb von 12 bis 24 h in einer Atmosphäre von Stickstoff bei einer Temperatur zwischen 90 und 1000C und einem Druck von 250 bis 300 mm Hg in Gegenwart eines alkalischen Katalysators. Nach dem Abkühlen wird die Mischung mit Hexan geschüttelt, wodurch der nicht umgesetzteXylit ausfällt.
Der Xylit wird abfiltriert, das Filtrat zur Trockene eingedampft und der Rückstand aus einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Dichloräthan, umkristallisiert.
Beispiel l : EineMischung aus 456 g Xylit, 296 g Methyloleat, 1500 ml Pyridin und 13, 5g Kaliumkarbonat wird unter Stickstoff bei einem Druck von 250 mm Hg 12 h auf 92-95 C erhitzt. Nach dem Abkühlen werden 1000 ml Hexan zugefügt, die Mischung einige Minuten geschüttelt und der nicht umge- setzteXylit abfiltriert. DieserXylit ist besonders rein und kann für eine nachfolgende Reaktion wieder verwendet werden. Das Filtrat wird im Vakuum zur Trockene gebracht und der Rückstand aus Dichloräthan umkristallisiert.
Es werden 280 g Produkt mit folgenden Eigenschaften erhalten :
EMI1.1
<tb>
<tb> Hydroxylzahl <SEP> 475
<tb> Verseifungszahl <SEP> 144
<tb> freie <SEP> Acidität <SEP> 21o <SEP>
<tb> Methyloleat <SEP> 0, <SEP> 85
<tb>
Diese Ergebnisse zeigen, dass das Produkt etwa 70% Xylitmonooleat und 281o Xylitdioleat enthält. Die hohe Hydroxylzahl zeigt, dass das Podukt nicht in cyclischer Form vorliegt.
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Beispiel 2 : EineMischung aus 456 gXylit, 270 g Methylpalmitat, 1500 ml Pyridinundl3, 5gKaliumkarbonatwird unter Stickstoff bei einem Druck von 200 mm Hg 15 h auf 92-95 C erhitzt. Nach dem Abkühlen werden 1000 mlHexan zugefügt und die Mischung einige Minuten geschüttelt. Nach Abfiltrieren des nicht umgesetzten Xylits wird das Filtrat im Vakuum zur Trockene gebracht und der Rückstand aus Dichloräthan umkristallisiert. Es werden 220 g Xylitpalmitat mit folgenden Eigenschaften erhalten :
EMI2.1
<tb>
<tb> Hydroxylzahl <SEP> 462
<tb> Verseifungszahl <SEP> 152
<tb> freie <SEP> Acidität <SEP> 1,75% <SEP>
<tb> Methylpalmitat <SEP> 0, <SEP> 71% <SEP>
<tb>
Diese Ergebnisse zeigen, dass das Produkt nicht in der cyclischen Form vorliegt und etwa 65% Xylitmonopalmitat und 350/0 Xylitdipalmitat enthält.
Beispiel 3 : Eine Mischung aus 456 g Xylit, 1500 m1 Pyridin, 214 g Methyllaurat und 13, 5 g Kaliumkarbonat wird unter Stickstoff bei einem Druck von 250 mm Hg 18 h auf 90-950C erhitzt. Die Masse wird dann wie in den vorigen Beispielen beschrieben, weiter behandelt. Es werden 228 g Xylitlaurat mit folgenden Eigenschaften erhalten :
EMI2.2
<tb>
<tb> Hydroxylzahl <SEP> 530
<tb> Verseifungszahl <SEP> 189
<tb> freie <SEP> Acidität <SEP> 0, <SEP> 461/0
<tb> Methyllaurat <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> <SEP> 0 <SEP>
<tb>
Diese Ergebnisse zeigen, dass dieses Produkt nicht cyclisch ist und etwa 6rP/o Xylitmonolaurat und 4rP/o Xylitdilaurat enthält.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung oberflächenaktiver, nichtcyclischer Xylitester von Fettsäuren, die 6-30 Kohlenstoffatome enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass ein niedrigerer Alkylester einer Fettsäure mit 6-30 Kohlenstoffatomen mit wenigstens 3 Molen Xylit pro Mol des erwähnten Alkylesters in Gegenwart eines alkalischen Katalysators und in Pyridin als Lösungsmittel umgesetzt wird, indem unter Stickstoffatmosphäre bei einem Druck von 250 bis 300mmHg 12 - 24 h auf 90 - 1009C erhitzt wird, worauf die erhaltene Reaktionsmasse mit Hexan behandelt, der nicht umgesetzte Xylit abfiltriert, das Lösungmittel abdestilliert und der Rückstand aus einem Lösungsmittel umkristallisiert wird.