DE3309049C2 - Verfahren zur Herstellung von α-Sulfofettsäurealkylestersalzen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von α-SulfofettsäurealkylestersalzenInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung von α-Sulfofettsäurealkylestern durch 1) Sulfonieren mindestens eines Fettsäurealkylesters mit gasförmigem Schwefeltrioxid, zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von 40-80 ° C unter Verwendung von 1,0-1,8 Mol(en) gasförmigen Schwefeltrioxids, bezogen auf 1 Mol Ester, 2) Vermischen des erhaltenen Sulfonierungsprodukts mit einer hauptsächlich einen α-Sulfofettsäureester enthaltenden Flüssigkeit, wobei die Menge an α-Sulfofettsäureester derart ist, daß der Gehalt des Gemischs an einem Doppelmolekül-SO ↓3-Additionsprodukt einen Wert von 25 Gew.-% oder weniger annimmt, und 3) Altern des erhaltenen Gemischs. Die erhaltenen α-Sulfofettsäureester besitzen (nur) eine fahle Färbung und enthalten lediglich eine geringe Menge an Nebenprodukten.
Description
dadurchgekennzeichnet, daß man das Sulfonierungsprodukt vor seiner Alterung mit einer hauptsächlich
mindestens einen σ-SuIfofettsäurealkylester enthaltenden Flüssigkeit mischt, wobei dessen Mentc so
hoch ist, daß der Gehalt an einem Doppelmolekül-SOrAdditionsprodukt im Gemisch einen Wert von
25 Gew.-% oder weniger annimmt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von a-Sulfofettsäurealkylestersalzen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches.
a-Sulfofettsäurealkylestersalze erhält man durch Neutralisation von tr-Sulfofettsäurealkylestern. Die betreffenden
Salze zeichnen sich durch eine gute Beständigkeit gegen hartes Wasser, eine hervorragende Permeabilität
und eine lediglich geringfügige Hautreizung aus. Sie sind daher zur Verwendung als oberflächenaktive Mittel
bzw. Netzmittel für Wasch- und Reinigungsmitte! geeignet.
Aus der DE-OS 24 55 891 ist ein zweistufiges Sulfonierungsverfahren bekannt, bei dem die Sulfonierung in der
ersten Stufe bei einer Temperatur von 50-800C durchgeführt wird. Hierbei läßt man die Fettsäureester in Form
eines dünnen Filmes bei der genannten Temperatur an der Reaktorwand abwärts strömen. Die Sulfonierung in
der zweiten Stufe erfolgt dann bei einer Temperatur von 95-1500C.
Bei dem in der DE-AS 1246718 beschriebenen zweistufigen Sulfonierungsverfahren setzt man erst bei
30-70°C nicht mehr als 65-90% des anzuwendenden SO3 mit der Fettsäurekomponente um dann bei 75-95°C
den Rest.
Aus der JP-OS 53-2419 ist ein Sulfonierungsverfahren für Fettsäureester bekannt, bei dem man zur ersten Sulfonierung
die Fettsäureester in Form eines dünnen Films mit gasförmigem Schwefeltrioxid bei einer Temperatur
von 40-70°C reagieren läßt und nach Entfernung überschüssigen Schwefeltrioxids und gasförmiger Nebenprodukte
aus den Sulfonierungsprodukten die Sulfonierungsreaktion bei einer Temperatur von 60-90°C vervollständigt.
Bei den bekannten Sulfonierungsverfahren ist jedoch die Geschwindigkeit der Sulfonierungsreaktion der
Fettsäureester gering, weswegen die Sulfonierungsreaktion unter Verwendung eines hohen Molverhältnisses
Schwefeltrioxid während einer langen Reaktionsdauer bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden muß. Das
Ergebnis davon ist, daß die gebildeten Sulfonierungsprodukte in höchst unerwünschter Weise stark verfärbt
Gemäß A. J. Stirton in »JAOCS.« 39, 490 (1962) erfolgt die Sulfonierung von Fettsäureestern offensichtlich
derart, daß 1 MoI Fettsäureester mit 2 Molen Schwefeltrioxid unter Bildung eines Doppelmolekül-SO3-Additionsprodukts
der Formel
O (SO3
ι. \ S
R — CH- C — O — R'
SO3H
SO3H
worin R und R'jeweils für eine Alkylgruppe stehen, reagiert. Das gebildete Additionsprodukt wird (dann) während
der Alterung zu einem a-Sulfofettsäureester und einem Schwefeltrioxidmolekül zersetzt.
Bei Untersuchungen von Sulfonierungsmechanismen der Fettsäureester hat es sich gezeigt, daß das Doppelmolekül-SO3-Additionsprodukt
offensichtlich gemäß folgendem Reaktionsschema entsteht:
R — CH- C — OR'
SO3 s
O (SO3
Il ~
R-CH2-C-O-R' ]0
SO3
0 (SQ3 O
R —CH-C —O —R'
R —CH-C-ONa
SO3H SO3Na
1(SaIz der a-Sulfofettsäure)
Erwärmen 20
R —CH-C —Ο —R'+ SO3 25
SO3H
1 NaOH
^ ' 30
R —CH-C —O —R'
SO3Na 3S
(Salz des a-Fettsäureesters)
Wie dargestellt, verläuft die Sulfonierung eines Fettsäureesters in zwei Stufen, nämlich
a) Bildung eines Doppelmolekül-SO3-Additionsprodukts aus einem Fettsäureester und
b) Zersetzung des Additionsprodukts zu einem σ-Sulfofettsäureester und SO3.
Die Bildung des Doppelmolekül-S03-Additionsprodukts aus dem Fettsäureester in der ersten Stufe verläuft
relativ rasch, dagegen dauert die Zersetzung des Additionsprodukts in der zweiten Stufe lange. Folglich muß in 45
der zweiten Stufe erwärmt und gealtert werden, was zu einer unerwünschten Verfärbung des Endprodukts führt.
cr-Sulfofettsäureester der Formel
Il 5o
R — CH — C — OR'
SO3M
besitzen eine gujte Wasserlöslichkeit und eine hervorragende Reinigungskraft und Beständigkeit gegenüber hartem 55
Wasser. Im Gegensatz dazu sind durch Spaltung der Esterbindung entstandene α-Sulfofettsäuresalze der Formel
O
R — CH — C — OM 60
R — CH — C — OM 60
SO3M
in Wasser relativ schlecht löslich und besitzen darüber hinaus nur schlechte Reinigungskraft und Beständigkeit
gegenüber hartem Wasser. Somit sollte also die Bildung von a-Sulfofettsiiuresalzen als Nebenprodukte weitest- (ö
gehend vermieden werden.
Die Salze von a--Sulfofettsäuren entstehen als Nebenprodukte bei der Neutralisation des Doppelmolekül-Additionsprodukts
mit alkalischen Verbindungen, weswegen ein Erwärmen und eine Alterung zur Zersetzung
des DoppelmoleküI-SO-.-Additionsprodukts zu dem a-Sulfofettsäureester und SO5 für die Gewinnung des
σ-Sulfofettsäureesiers von wesentlicher Bedeutung sind. Die Gewinnung von (nur) schwach verfärbten oder
schwach getönten α-Sulfofettsäureestersalzen stellt bisher insbesondere im Hinblick auf die Verhinderung einer
Verfärbung während des Erwärmens und Alterns ein noch ungelöstes Problem dar.
Es hat sich gezeigt, daß zwischen der Farbe des Sulfonierungsprodukts und der Menge an vorhandenem Doppelmolekül-Additionsprodukt
eine wesentliche bzw. wichtige Beziehung besteht.
Die erste Stufe der Sulfonierungsreaktion wird unter milden Reaktionsbedingungen durchgeführt, wobei eine
Absorption von SOi in den Ausgangsfettsäureester erfolgt. Unter diesen Bedingungen bildet sich vornehmlich
das Doppelmolekül-SOj-Additionsprodukt, wobei keine merkliche Verfärbung des Suifcnierungsprodukts
erfolgt. Eine recht erhebliche und unerwünschte Verfärbung tritt jedoch ein, wenn die Sulfonierungsprodukte
(im Hinblick auf ihre Verwendung als oberflächenaktive Mittel) zur Sichersteliung eines Umwandlungsgrades
von 95% oder mehr erwärmt und gealtert werden.
Bei Untersuchungen der Verfärbungsmechanismen der Sulfonierungsprodukte hat es sich gezeigt, daß die
Verfärbung dadurch beschleunigt wird, daß das Doppelmolekül-SOj-Additionsprodukt zu dem a-Sulfofettsäus
reester und SO1 zersetzt wird und daß das gebildete SO, nicht nur mit dem nicht-umgesetzten Fettsäureester reagiert,
sondern auch eine Carbonisierung infolge Dehydrierung der Alkylgruppe herbeiführt.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung von ir-Sulfofettsäurealkylestersalzen
dahingehend zv verbessern, daß unter Vermeidung dergeschilderten Schwierigkeiten mit
hohem Umwandlungsgrad allenfalls schwach verfärbte bzw. fahlfarbene a-Sulfofettsäurealkylestersalze erhalten
werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das Sulfonierungsprodukt vor seiner Alterung
mit einer hauptsächlich mindestens einen α-Sulfofettsäurealkylester enthaltenden Flüssigkesit mischt, wobei
dessen Menge so hoch ist, daß der Gehalt an einem Doppelmolekül-SOr Additionsprodukt im Gemisch einen
Wert von 25 Gew.-% oder weniger annimmt.
Die als Ausgangsmaterialien der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren Fettsäurealkylester
entsprechen zweckmäßigerweise der Formel
RCH2COOR'
worin R für eine gerad- oder verzweigtkettige Aikylgruppe mit 6-20, zweckmäßigerweise 10-18 Kohlenstoffatomen
steht und R' eine gerad- oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 1 -6, zweckmäßigerweise 1 -3 Kohlenstoffatomen)
darstellt.
Diese Fettsäurealkylester können aus tierischen Fetten und Ölen, beispielsweise Talk, Fischölen und Lanolin,
oder pflanzlichen Fetten und Ölen, wie Kokosnuß-, Palm- und Sojabohnenöl, abgeleitet sein oder aus synthetisehen
Fettsäureestern, wie sie beispielsweise aus σ-Olefinen nach einem Oxoverfahren gewonnen werden,
bestehen.
Typische Beispiele für solche Fettsäurealkylester sind Methyl-, Ethyl- und Propyllauratc, Methyl- und Ethylpalmitate,
Methyl- und Ethylstearate, Methyl- und Ethylester gehärteter Talkfettsäuren, Methyl- und Ethylester
von Kokosnußölfettsäuren, Methyl- und Ethylester von Palmölfettsäuren, Methyl- und Ethylester gehärteter
Fischölfettsäuren und Methyl- und Ethyllanolate. Die genannten Fettsäurealkylester können allein oder in
beliebiger Mischung zum Einsatz gelangen.
Zweckmäßigerweise werden zur Verbesserung des Farbions bzw. der Färbung der Sulfonierungsprodukte
Fettsäurealkylester niedriger Jodzahl, zweckmäßigerweise einer Jodzahl von 1 oder darunter, zum Einsatz
gebracht.
Die Sulfonierung wird zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von 40-800C unter Verwendung von
1,0-1,8, vorzugsweise 1,0-1,5 Mol gasförmigen Schwefeltrioxids, bezogen auf 1,0 Mol des Esters, durchgeführt.
Bei einer Temperatur unter 400C besteht die Gefahr, daß die Sulfonierungsreaktion nur unzureichend abläuft,
bei einer Temperatur über 800C kommt es zu unerwünschten Nebenreaktionen, z. B. zu einer Spaltung der
Esterbindung der Ausgangsfettsäurealkylester. Die Verwendung von weniger als 1,0 Mol Schwefeltrioxid, bezogen
auf 1 Mol Ester, hat ein unerwünschtes Absinken des Umwandlungsgrades des Esters zur Folge. Bei Verwendung
von mehr als 1,8 Molen Schwefeltrioxid pro 1 Mol Ester erzielt man keine weitere Verbesserung mehr,
man muß vielmehr in höchst unerwünschter und mühseliger Weise das überschüssige Gas aufarbeiten.
Das in der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete gasförmige Schwefeltrioxid erhält man
beispielsweise durch Verdünnen von wasserfreiem Schwefeltrioxid mit einem getrockneten Inertgas, z. B. Stickstoff
oder Luft (1-15 Vol.-%), oder durch Umwandeln eines durch Verbrennung von Schwefel gebildeten gasförmigen
Schwefeldioxids auf einem V2O5-Katalysator.
Die Sulfonierungsreaktion kann im Rahmen eines Dünnschichtsulfonierungsverfahrens, eines Kesselsulfonierungsverfahrens
oder eines sonstigen üblichen Sulfonierungsverfahrens durchgeführt werden. Zweckmäßigerweise
wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Sulfonierungsreaktion als Dünnschichtsulfonierung
durchgeführt, da hierbei eine Verfärbung der Reaktionsprodukte weitestgehend unterdrückt werden
kann. Die Kontaktdauer zwischen den Ausgangsalkylfettsäureestern und dem gasförmigen Schwefeltrioxid
reicht zweckmäßigerweise von etwa 5-30 s.
Vor der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahren, wird das in der ersten Stufe angefallene Sulfonierungsprodukt
mit einer Flüssigkeit mit hauptsächlich einem a-Sulfofettsäurealkylester gemischt. Die Menge an
letzterem ist derart, daß der Gehalt des Gemischs an einem Doppelmo!ekül-S03-Additionsprodukt einen Wert
von 25 Gew.-% oder darunter annimmt. In anderen Worten gesagt, wird vor der zweiten Stufe die Menge an dem
Doppelmolekül-S03-Additionsprodukt des Fettsäurealkylesters im Reaktionsprodukt aus der ersten Stufe auf
einen Wert von höchstens 25 Gew.-7o eingestellt, indem das Reaktionsprodukt (aus der ersten Stufe) mit einer
hauptsächlich mindestens einen c-Sulfofettsäurealkylester enthaltenden Flüssigkeit gemischt wird.
Die in der ersten Stufe angefallene flüssige Phase enthält hauptsächlich mindestens einen a-Sulfofettsäurealkylester
der Formel
R —CH-COOR'
SO1H
ein Doppelmolekül-SOj-Additionsprodukt eines Fettsäurealkylesters der Formel
ein Doppelmolekül-SOj-Additionsprodukt eines Fettsäurealkylesters der Formel
O ISO3
Ii "■■■"
R —CH-C —O —R'
SO3H
und nicht-umgesetzten Fettsäurealkylester. Obwohl von den Reaktionsbedingungen abhängig, beträgt die
Menge an dem Doppelmolekül-SOi-Additionsprodukt in der flüssigen Phase aus der ersten Stufe in der Regel
mindestens 50 Gew.-%. Folglich muß das Reaktionsprodukt aus der ersten Stufe mit einer hauptsächlich mindestens
einen Fettsäurealkylester und (nur) eine geringe Menge an dem Doppelmolekül-SOrAdditionsprodukt
enthaltenden Flüssigkeit gemischt werden. Zweckmäßigerweise wird eine Flüssigkeit mit höchstens 20 Gew.-%
des Doppelmolekül-S03-Additionsprodukts in einer Menge von etwa 10-30 Gew.-Teilen pro 1 Gew.-Teil Reaktionsprodukt
zu dem Reaktionsprodukt aus der ersten Stufe zugemischt. Das aus der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen
Verfahrens gewonnene Sulfonierungsprodukt, das in der Regel höchstens 20 Gew.-% an Doppelmolekül-S03-Additionsprodukt
enthält, kann zweckmäßigerweise zum Mischen mit dem Sulfonierungsprodukt der ersten Stufe vor Durchführung der zweiten Stufe rückgeführt werden. Selbstverständlich kann auch eine
getrennt zubereitete flüssige Masse mit mindestens einem a-Sulfofettsäurealkylester vor der zweiten Stufe zum
Einsatz gelangen.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das vor Durchführung
der zweiten Stufe gewonnene Gemisch in eine flüssige Phase und eine Gasphase aufgetrennt. Hierbei erhält
man eine flüssige Phase mit dem sulfonierten Fettsäurealkylester und nicht-umgesetztem Fettsäurealkylester
als Hauptbestandteilen und eine davon getrennte Gasphase mit Inertgas und nicht-absorbiertem, gasförmigen
Schwefeltrioxid als Hauptbestandteilen. Zur Durchführung dieser Trennung kann man sich üblicher Trennmaßnahmen
bedienen. Zweckmäßigerweise erfolgt die Trennung unmittelbar nach Beendigung des Vermischens
nach der ersten Stufe. Aus diesem Grund sollte man sich eines Cyclons oder sonstiger mechanischer Separatoren
bedienen. Die Trennung kann auch unmittelbar nach der ersten Stufe oder nach der Alterungsstufe durchgeführt
werden.
Inder zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die flüssige Phase, deren Gehalt an Doppelmolekül-SO3-Additionsprodukt
vor der zweiten Stufe eingestellt wurde, zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von etwa 6O0C bis etwa 1000C und einem Druck von 9,8-1962 kPa (0,1-20 kg/cm2) während 10-30 min gealtert.
Hierbei erhält man dann den gewünschten tf-Sulfofettsäurealkylester fahler Färbung ohne unerwünschte
Verfärbung. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Gehalt an dem Doppelmolekül-S03-Additionsprodukt vor
der zweiten Stufe eingestellt wurde. Bei einer Temperatur von unter 60°C verlangsamt sich die Vervollständigung
der Sulfonierungsreaktion, bei einer Temperatur über 1000C kommt es dagegen zu einer unerwünschten
Verfärbung der Sulfonierungsprodukte.
Die Alterungsprodukte aus der zweiten Stufe werden mit üblichen alkalischen Mitteln, z. B. Alkalimetallhydroxide^
Ammoniak und Ethanolamin zu als oberflächenaktive Mittel verwendbaren a-Sulfofettsäurealkylestersalzen
neutralisiert. Die Neutralisation kann in üblicher bekannter Weise erfolgen.
Wie bereits erwähnt kann das Sulfonierungsprodukt aus der zweiten Stufe in vorteilhafter Weise zur Einstellung
des Gehaltes an dem Doppelmolekül-SO3-Additionsprodukt zu dem Sulfonierungsprodukt der ersten Stufe
vor der zweiten Stufe rückgeführt werden. Das Sulfonierungsprodukt aus der zweiten Stufe enthält 20 Gew.-%
oder weniger, zweckmäßigerweise 5-18 Gew.-% an dem Doppelmolekül-SOrAdditionsprodukt. Die Rückführmenge
an dem Sulfonierungsprodukt der zweiten Stufe beträgt in der Regel das 10- bis 30fache, zweckmäßigerweise
das 10- bis 25fache des Gewichtes der flüssigen Produktphase der ersten Stufe.
Zu Beginn des Verfahrens wird das gesamte Sulfonierungsprodukt aus der zweiten Stufe die erste Stufe des
erfindungsgemäßen Verfahrens rückgeführt, und danach wird ein Teil des Sulfonierungsproduktes der zweiten
Stufe, der im wesentlichen der Menge an Reaktionsprodukt der ersten Stufe entspricht, aus der zweiten Stufe
abgezogen, nachdem die Rückführmenge an Sulfonierungsprodukt aus der zweiten Stufe in die erste Stufe den
vorgegebenen Wen erreicht hat. Das aus der zweiten Stufe abgezogene Sulfonierungsprodukt wird mit einem
alkalischen Mittel zu dem gewünschten a-Sulfofettsäurealkylestersalz neutralisiert.
Die Menge an Doppelmolekül-S03-Additionsprodukt in dem Sulfonierungsproduktgemisch läßt sich durch
Kemresonarizspektralanalyse ermitteln. Das Lösungsmittel und die magnetischen Absorptionsfelder sind fol-
Lösungsmittel | Ausgangs | CD1COOD |
Magnetisches | material | RCH2COOMe |
Absorptionsfeld | a-Sulfofettsäurealkylester | |
R — CH-COOMe | ||
3,66 ppm
3,76 ppm
SO3H
Doppelmolekül-SO3-Additionsprodukt
O SO3
O SO3
R —CH- C-OMe
SO3H
3,93 ppm
Eine einfache und leicht durchzuführende Methode zur Ermittlung des Gehalts an dem Doppelmolekül-SO3-Additionsprodukt
ist folgende:
Ein Sulfonierungsgemisch wird mit einer verdünnten, 1- bis 2%igen wäßrigen Alkalilösung neutralisiert,
worauf das Neutralisationsprodukt mit soviel Ethanol versetzt wird, daß eine 90%ige Ethanol/Wasserlösung entsteht.
Nach Einstellung des pH-Werts der Lösung auf 10 bis 11 wird die Lösung auf eine Temperatur von 40-500C
erwärmt und schließlich zentrifugiert. Der hierbei abgetrennte Rückstand wird in 90%iges Ethanol eingetragen,
darin erneut auf eine Temperatur von 40-500C erwärmt und schließlich erneut zentrifugiert. Der hierbei
abgetrennte Rückstand wird in wäßrigem Butanol gelöst. Die erhaltene Lösung wird mit entmineralisiertem
Wasser verdünnt und nach der Methylenblau-Methode titriert. Der Gehalt an a-Sulfofettsäuresalz wird nach
einer üblichen Analysenmethode ermittelt.
Der Gehalt an dem Doppelmolekül-SO3-Additionsprodukt X (in %) läßt sich aus folgender Gleichung ermitteln:
X = —=- x 100.
In der Gleichung bedeuten:
A Menge an a-Sulfofettsäuresalz in g,
B Molekulargewicht des a-Sulfofettsäuresalzes,
C Molekulargewicht des Doppelmolekül-SO3-Addiiionsprodukts und
D Menge der Probe an Sulfonierungsgemisch in g.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen. Sofern nicht
anders angegeben, bedeuten sämtliche Prozentangaben »Gew.-%«.
Beispiele 1 bis 5
und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
Als erster Reaktor wird ein aus Glas bestehender Dünnschichtreaktor eines Innendurchmessers von 6 mm
und einer Länge von 1,2 m verwendet.
In dem Reaktor wird ein Methylester einer extrem gehärteten Talkfettsäure eines durchschnittlichen Molekulargewichts
von 290 und einer Jodzahl von 0,5 mit einem mit N2 auf eine Konzentration von 2 Vol.-% verdünnten
gasförmigen Schwefeltrioxid bei einem Molverhältnis SO3/Fettsäure von 1,3, einer Temperatur entsprechend
Tabelle I und einem Druck von 147,2 kPa (1,5 kg/cm2) sulfoniert. Aus dem hierbei erhaltenen Sulfonierungsgemisch
wird in einem Gas/Flüssigkeits-Separator eine Gasphase entfernt. Die (verbleibende) flüssige Phase wird
in einem zweiten Reaktor unter Verwendung eines Wärmetauschers unter den in Tabelle I aufgeführten Bedingungen
gealtert. Das Alterungsprodukt wird zum Auslaß des ersten Reaktors in der 20fachen Gewichtsmenge,
bezogen auf die Menge an aus dem ersten Reaktor abgelassenem Sulfonierungsgemisch, rückgeführt. Auf diese
Weise entsteht ein geschlossenes Rückfuhrsystem.
Die durchschnittliche Verweildauer in der Alterungsstufe wird entsprechend der in Tabelle I angegebenen
Zeit durch Einstellen des Spiegels des Gas/Flüssigkeits-Separators gesteuert. Das Sulfonierungsprodukt wird
aus dem Rückführsystem in einer Menge, die im wesentlichen der Menge an aus dem ersten Reaktor abgelassenem
Sulfonierungsgemisch entspricht, ausgetragen. Etwa 1,5 h nach Beginn der Reaktion werden die Menge an
Doppelmolekül-S03-Additionsprodukt und die Färbung bzw. Farbe des Sulfonierungsprodukts im Rückführsystem
konstant.
Die bei Ändern der Reaktionsbedingungen im ersten Reaktor und im zweiten Reaktor erhaltenen Ergebnisse
sind in Tabelle I dargestellt.
Die Farbe wird mit Hilfe eines Klett-Summerson-Photometers unter Verwendung eines Blaufilters Nr. 42
bestimmt. Die Lichtweglänge beträgt hierbei 40 mm. Die Konzentration an oberflächenaktivem Mittel beträgt
0,5%. Der ermittelte Wert wird mit 10 multipliziert, um ihn auf eine 5%ige Konzentration an oberflächenaktivem
Mittel umzurechnen.
1 2 3
Vergleichsbeispiel Beispiel
12 3 4 5
12 3 4 5
Vergleichsbeispiel
Erster Reaktor
SO3-Molverhä!tnis
Reaktionstemperatur (in
SO3-Molverhä!tnis
Reaktionstemperatur (in
'C)
Prozentualer Gehalt an Doppelmolekül-SOj-Additionsprodukt
Unmittelbar nach der Umsetzung Nach dem Vermischen
Zweiter Reaktor
Alterungstemperatur (in 0C) Alterungsdauer (in h)
Rückführmenge (-fache Gewichtsmenge) (Prozentuale Menge an Doppelmolekül-Additionsprodukt)
Alterungstemperatur (in 0C) Alterungsdauer (in h)
Rückführmenge (-fache Gewichtsmenge) (Prozentuale Menge an Doppelmolekül-Additionsprodukt)
Eigenschaften des Sulfonierungsprodukts Farbe
Umwandlungsgrad (in %)
Umwandlungsgrad (in %)
1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 |
50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 40 | 80 | 90 |
65 | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 | 70 | 55 | 50 |
20 | 15 | 16 | 65 | 30 | 33 | 19 | 16 | 15 |
90 | 100 | 100 | 90 | 90 | 100 | 90 | 80 | 90 |
30 | 30 | 15 | 30 | 30 | 15 | 30 | 30 | 30 |
10 | 20 | 30 | - | 5 | 5 | 20 | 20 | 20 |
(16) | (12) | (14) | (25) | (23) | (26) | (16) | (14) | (13) |
2400 | 2250 | 2150 | 4500 | 3150 | 3500 | 2500 | 2600 | 3500 |
97,5 | 97,7 | 97,6 | 94,6 | 96,2 | 96,7 | 97,2 | 97,3 | 97,4 |
Beispiele 6 bis 10
und Vergleichsbeispiele 5 und 6
und Vergleichsbeispiele 5 und 6
Die Sulfonierung des Fettsäurealkylesters erfolgt unter Verwendung des in Beispiel 1 verwendeten Fettsäurealkylesters
und der in Beispiel 1 verwendeten Reaktoren entsprechend Beispiel 1 unter den in Tabelle 11 angegebenen
Reaktionsbedingungen. Im vorliegenden Falle wird jedoch eine getrennt zubereitete Flüssigkeit mit
einer relativ geringen Menge an Doppelmolekül-SO3-Additionsprodukt zugemischt.
Die Ergebnisse finden sich in Tabelle II.
Es wird ein gehärteter Palmfettsäuremethylester unter den in Tabelle II angegebenen Bedingungen entsprechend
Beispielen 6 bis 10 sulfoniert, wobei die ebenfalls in Tabelle II aufgeführten Ergebnisse erhalten werden.
Beispiel | 7 | g | 9 | 10 | 11 | Vcrgleichsbeispiel | 6 | |
6 | 5 | |||||||
Sulfonierung | 1,2 | 1,4 | 1,4 | 1,5 | 1,4 | 1,4 | ||
SO3-Molverhäknis | 1,1 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 1,1 | 50 |
Reaktionstemperatur (in 0C) | 50 | 54 | 70 | 70 | 82 | 70 | 50 | 70 |
Prozentualer Gehalt an Doppel- | 43 | 43 | ||||||
molekül-SO3-Additionsprodukt | ||||||||
Vermischen | 15 | 10 | 15 | 15 | 15 | - | ||
Prozentualer Gehalt an Doppel- | 15 | - | ||||||
molekül-S03-Additionsprodukt | 2U | 30 | 15 | 20 | 15 | 0 | ||
Mischungsverhältnis (-fache Gewichts- | 20 | - 0 | ||||||
meneel | ||||||||
Fortsetzung
Beispiel Vergleichsbeispiel
6 7 8 9 10 Il 5 6
Alterung
Temperatur (in 0C) 90 100 90 90 90 90 90 90
Dauer (in min) 30 30 30 30 30 30 30 30
Eigenschaften
Farbe 1760 1940 2250 2170 2350 2050 2970 3970
Umwandlungsgrad (in %) 93,7 96,1 98,4 98,3 98,5 98,2 91,1 97,4
Claims (3)
1. Sulfonieren mindestens eines Fettsäurealkylesters mit gasförmigem Schwefeltrioxid unter milden
Reaktionsbedingungen;
2. Altern des erhaltenen Sulfonierungsproduktes bei relativ hoher Temperatur und
3. Neutralisation des (der) in der 2. Stufe erhaltenen a-Sulfofettsäurealkylester(s),
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
1983
- 1983-03-14 DE DE19833309049 patent/DE3309049C2/de not_active Expired
Also Published As
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JPH026346B2 (de) | 1990-02-08 |
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