DE1270542B

DE1270542B - Verfahren zur Umsetzung von Fetten, die frei von aktiven Wasserstoffatomen sind, mit Alkylenoxiden

Info

Publication number: DE1270542B
Application number: DEP1270A
Authority: DE
Inventors: Dr Guenther Boehmke; Dr Mathieu Quaedvlieg
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1964-03-04
Filing date: 1964-03-04
Publication date: 1968-06-20
Also published as: BE660601A; CH462131A; AT250925B; GB1050497A; FR1460530A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07c;A61 k;

BOIf; BOIj; C08f;C08g;

Clld;C13f;D06m;D21c

120-11; 30 h-^^;

12 s -; 12 g - 11/00; 39V-#%

1270542
P 12 70 542.9-42
4. März 1964
20. Juni 1968

Es ist bekannt, Fette, die frei von aktiven — d. h. gegenüber Alkylenoxiden reaktionsfähigen — Wasserstoffatomen sind, beispielsweise Olivenöl, mit Äthylenoxid in Gegenwart von Ätznatron als Katalysator umzusetzen (vgl. deutsche Patentschrift 694178, Beispiel 2). Die Geschwindigkeit, mit der die Einwirkung des Äthylenoxids auf derartige Fette erfolgt, ist hierbei jedoch außerordentlich gering.

Es wurde nun gefunden, daß die Geschwindigkeit der Einwirkung von Alkylenoxiden, wie Äthylenoxid, Propylenoxid und Butylenoxid, auf Fette, die frei von aktiven Wasserstoffatomen sind, erheblich erhöht werden kann, wenn man die Behandlung der Fette in Gegenwart von in diesen Fetten löslichen Katalysatoren vornimmt.

Als Katalysatoren, die in den erfindungsgemäß zu alkoxylierenden Fetten löslich sind, seien beispielsweise genannt: Alkali- oder Erdalkalialkoholate, vorzugsweise Natriumbutylat, Natriumdodecylat und Natriumtetraäthylenglykolat, ferner Alkali- oder Erdalkalisalze der Fettsäuren, vorzugsweise Kaliumlaurat, Kaliumstearat und Kaliumoleat.

Es empfiehlt sich, die Umsetzungstemperatur auf etwa 100 bis 180⁰C zu halten.

Als Fette kommen beispielsweise in Betracht: Rindertalg, Schweinefett, Kokosfett, Walrat, Olivenöl, Baumwollsaatöl, Erdnußöl, Palmkernöl, Sojaöl, Mohnöl, Sonnenblumenöl, Fischöle, Spermöl und Kiochenöle; es gehören hierzu auch die festen Fette, die durch Hydrierung von Doppelbindungen enthaltenden flüssigen Fetten erhältlich sind.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Produkte besitzen hervorragende oberflächenaktive Eigenschaften; sie können deshalb mit Erfolg, beispielsweise als Dispergiermittel, Emulgiermittel, Waschmittel, Weichmacher, Egalisiermittel und Entschäumer, verwendet werden.

Das Mengenverhältnis zwischen den Alkylenoxiden und den Fetten kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in weiten Grenzen schwanken; die für die verschiedenen Verwendungszwecke der Endprodukte jeweils zweckmäßigen Mengenverhältnisse lassen sich durch Vorversuche leicht ermitteln. Sollen die Endprodukte beispielsweise als Disperser- und Emulgiermittel oder als Waschmittel benutzt werden, so verwendet man auf 1 Äquivalent der in den Fetten enthaltenen Fettsäuren^ vorzugsweise 5 bis 15 Mol bzw. 10 bis 25 Mol Äthylenoxid; wenn die Endprodukte jedoch als Entschäumer benutzt werden sollen, empfiehlt es sieh im allgemeinen, auf 1 Äquivalent der in den Fetten enthaltenen Fettsäuren 3 bis 10 Mol Propylenoxid zu verwenden.

Verfahren zur Umsetzung von Fetten,

die frei von aktiven Wasserstoff atomen sind,

mit Alkylenoxiden

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

5090 Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Günther Boehmke, 5090 Leverkusen;

Dr. Mathieu Quaedvlieg, 5670 Opladen

Gegenüber den in der USA.-Patentschrift 1 970 578 beschriebenen Alkylenoxid-Umsetzungsprodukten, denen Fette zugrunde liegen, welche — wie z. B. Wollfett, Rizinusöl und partiell verseifte Fettsäureglyzeride — aktive Wasserstoffatome enthalten, zeichnen sich die erfindungsgemäß hergestellten Produkte dadurch aus, daß ihre oberflächenaktiven Eigenschaften stärker ausgeprägt sind. Dies zeigt sich vor allem bei der Verwendung der Verfahrensprodukte als Emulgiermittel und Waschmittel.

Bemerkenswert ist auch, daß pharmazeutische Zubereitungen, welche die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte enthalten, weitaus verträglicher als die Zubereitungen sind, welche die bekannten Alkylenoxid-Anlagerungsprodukte enthalten.

Die Umsetzung eines Alkylenoxide mit einem von aktiven Wasserstoffatomen freien Fett verläuft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermutlich nach der allgemeinen Gleichung

R-COO-CH₂
I

R —COO —CH
I

R-COO-CH₂

R'
«CH-

R" I CH

O'

R' R"

R-COO-W CH-CH-0-/^- CH

R' R"

R—COO-V-CH- CH- 0-/^— CH

R' R"

R _ COO -W CH — CH — O -/—■ CH₂

809 560/535

Claims

in der R einen höheren aliphatischen Kohlenwasser- schäumer in der Zucker- oder Papierindustrie ver-

stoffrest bedeutet, während R' und R" Wasserstoff- wenden.

atome und bzw. oder dem verwendeten Alkylenoxid Beist>iel4
entsprechende Alkylgruppen darstellen und η eine

Zahl von mindestens 3 bedeutet. 5 200 g des wie im Beispiel 3 vorbehandelten Rinder-

Diese Annahme stützt sich auf die Tatsache, daß talgs werden mit 10 g Kaliumoleat auf 160⁰C erhitzt,

die erfindungsgemäß hergestellten Produkte nur eine Dann werden bei einem Überdruck von 2 atü alhnäh-

sehr niedrige OH-Zahl aufweisen. Daß diese Produkte lieh 300 g Äthylenoxid eingeleitet. Das in quantitativer

überhaupt eine OH-Zähl besitzen, dürfte darauf Ausbeute erhaltene dickflüssige Reaktionsprodukt, zurückzuführen sein, daß zu einem geringen Teil io dessen l°/_oige wäßrige Lösung nach der Neutralisation

Umsetzungsprodukte des Alkylenoxide mit freien mit Essigsäure einen Trübungspunkt von 32° C hat

Fettsäuren oder mit partiell verseiften Fetten als Ne- und dessen 5°/oige wäßrige Lösung Schlierenbildung

benprodukte entstanden sind. zeigt, besitzt eine hervorragende Waschkraft bei sehr

■ -„--.----.,.,■ geringer Schaumbildung."

Beispiel 1

200 g Olivenöl werden mit 12 g eines darin löslichen Beispiel 5
Katalysators, der durch - einstündiges Erhitzen von · 200 g des wie im Beispiel 3 yorbehandelten Rinder-10 g Ölsäuremonoglycerid mit 2 g Kaliumhydroxid talgs werden mit 20 g des im Beispiel 2 verwendeten auf 100 bis 130⁰C im Vakuum bei einem Druck von Katalysators geschmolzen, und in die Schmelze 10 bis 30 mm Hg bereitet worden war, gemischt, und 20 werden unter den im Beispiel 1. angewandten Bedindas Gemisch wird dann zur Entfernung von Feuchtig- gungen 420 g Äthylenoxid eingeleitet. Das in quantikeitsspuren zunächst 30 Minuten im Vakuum bei tativer Ausbeute erhaltene dickflüssige ■Reaktionsemem Drack von 10 bis 30 mm Hg auf 100 bis 120⁰C produkt, dessen l%ig^e wäßrige Lösung einen Trüerhitzt. Hierauf wird in das Gemisch bei 140 bis 16O⁰C bungspunkt von 6O⁰C besitzt, ist ein hervorragendes unter Normaldruck Äthylenoxid eingeleitet, bis 300 g 25 Egalisier- und Waschmittel.

aufgenommen sind; dies ist nach etwa 5 Stunden der _Ώ . . , _c

pjj Be.1sp1.el 6

Das in quantitativer Ausbeute erhaltene dickflüssige 300 g des wie im Beispiel 3 vorbehandelten. Rinder-Reaktionsprodukt ist öTlÖslich und läßt sich hervor«· talgs werden mit 30 g eines durch Lösen von 2 g ragend als Emulgiermittel für pflanzliche, tierische 30 Kalium in 28 g Propylenglykol bei 5O⁰C bereiteten und mineralische Öle verwenden. Mit Wasser bildet Katalysators gemischt; das Gemisch wird dann mit das Produkt Emulsionen. Wird eine 5%ige wäßrige 174 g Propylenoxid in einem Autoklav zunächst Emulsion des Reaktionsproduktes mit Essigsäure 2 Stunden auf 100° C und anschließend 2 Stunden auf neutralisiert, so erhält man zwei Schichten^ die fast 130⁰C erhitzt. Zu Beginn stellt sich ein Druck von -das gleiche Volumen haben; das Produkt vermag 35 5 bis 6 atü ein, am Ende fällt der Druck auf Oatü. somit Koazervate zu bilden. Das in quantitativer Ausbeute erhaltene ölige Reakti-

Werden an Stelle des oben verwendeten fettlöslichen onsprodukt ist in Wasser emulgierbar und sehr wirk-

Katalysators 2,5 g gepulvertes Kaliumhydroxid ein- sam als Entschäumer,

gesetzt, so ist selbst nach neunstündigem Erhitzen Beispiel 7

auf 140 bis 160⁰C keine Aufnahme von Äthylenoxid 40 ·.

festzustellen. - ' '■ 200 g Kokosfett, das entsprechend den Angaben

■o . . j £ des Beispiels 3 entwässert^war, werden mit 20 g des im

^eisP^ie Beispiel2 verwendeten Katalysators gemischt und,

200 g Olivenöl, die zur Entfernung von Feuchtig- wie im Beispiel 1 beschrieben, mit 180 g Äthylenoxid

keitsspuren 30 Minuten im Vakuum auf 100 bis.120⁰C 45 umgesetzt. Das in quantitativer Ausbeute erhaltene

erhitzt worden waren, werden mit 20 g eines darin flüssige Reaktionsprodukt ist sehr gut als Entschäumer

löslichen. Katalysators, der durch Lösen von 1,5 g und als Emulgator brauchbar.

Kalium ia.18,5 g Tetraäthylenglykol bei 50° C bereitet "^ Beispiels

worden war, gemischt und dann, wie im Beispiel 1 ~ *\

beschrieben, mit 480 g Äthylenoxid umgesetzt. Das 50 200 g des gemäß Beispiel 7 vorbehandelten Kokos-

in quantitativer Ausbeute erhaltene dickflüssige Reak- fetts werden mit 20 g des im Beispiel 2 verwendeten

tionsprodukt,· das in Wasser leicht löslich ist und Katalysators gemischt und, wie im Beispiel 1 be-

dessen l°/oige wäßrige Lösung einen Trübungspunkt schrieben, mit 500 g Äthylenoxid umgesetzt. Maü

von 48° C besitzt, läßt sich mit Erfolg als Enmlgier- erhält in quantitativer Ausbeute ein dickflüssiges

mittel oder als Dispergiermittel für Arzneistoffe ver- ₅₅ Reaktionsprodukt, das als Waschmittel mit guten

wenden. Schaum- und Netzeigenschaften dienen kann.

Beispiel 3 Patentanspruch:

200 g Rindertalg (JZ = 38; SZ = <1), die zur r Verfahren zur Umsetzung von Fetten, die frei

Entfernung von Feuchtigkeifsspureh 30 Minuten im 60 ' von aktiven Wasserstoffatomen sind, mit Alkylen-

Vakuum auf 100 bis 120°C erhitzt worden waren, " oxyden in Gegenwart von Katalysatoren, da-;

werden geschmolzen und mit 20g des im Beispiel2 durch gekennzeichnet, daß man die

verwendeten. Katalysators gemischt. Das Gemisch Umsetzung der Fette mit den Alkylenoxyden in

wird dann, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit 85 g Gegenwart von in diesen Fetten löslichen Kataly-

Äthylenoxid umgesetzt. Das in quantitativer Ausbeute 65 satqren vornimmt. . .

erhaltene dickflüssige Reaktionsprodukt ist öllöslich ' . . '..

und. bildet mit Wasser eine Emulsion. Es läßt sich In Betracht gezogene Druckschriften:

als Weichmacher für Textilmaterial und als Ent- Französische Patentschrift Nr. 1116 930.

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