DE403644C

DE403644C - Verfahren zur Veresterung organischer Saeuren

Info

Publication number: DE403644C
Application number: DEZ12178D
Authority: DE
Original assignee: ERNST ZOLLINGER JENNY
Current assignee: ERNST ZOLLINGER JENNY
Priority date: 1917-01-08
Filing date: 1921-03-15
Publication date: 1924-09-30
Also published as: FR532666A; NL10888C

Description

Die Veresterung organischer Säuren mit Hilfe katalytischer Mittel, wie Mineralsäuren, organischen Sulfosäuren, Pyridinbasen, anorganischen Neutralsalzen mit Einschluß gewisser Silikate, ist bereits bekannt. Die \\ irkung dieser Katalysatoren ist aber beschränkt, und ihre Anwendung hat verschiedene ^beistände. Mit Ausnahme der anorganischen neutralen Verbindungen, deren Wirkung aber am geringsten ist, greifen die Katalysatoren das Substrat mehr oder weniger stark an; die Verwendung von Mineralsäure bedingt ein gegen diese widerstandsfähiges Gefäßmaterial, das wiederum entweder sehr kostspielig oder gegen Temperatureinfiüsse sehr empfindlich ist, die organischen Säuren und Basen sind viel kostspieliger als die organischen Katalysatoren und erteilen auch meistens dem Reaktionsprodukt einen kaum vollständig entfernbaren üblen Geruch und Ge-

schmack, welche Cbelstände die Verwendung aller dieser Stoffe, namentlich in der Nahrungsmittelindustrie, beeinträchtigen bzw. unmöglich machen.

In Patent 333155 ist die Anwendung von Metallen bei der Erzeugung von Polyoxyfettsäureestern vorgeschlagen. Es wurde nun gefunden, daß sich die Veresterung organischer Säuren im allgemeinen mit Hilfe von Metallen, wie solcher aus der Gruppe des Zinns, des Zinks usw., viel einfacher, schneller sowie unter größerer Schonung sowohl des Reaktionsproduktes als auch der Temperatur durchführen läßt. Das Metall muß zu diesem Zweck nicht unbedingt durchaus fein verteilt sein, es kann in regulinischer Form in den Apparat gebracht oder auf dessen Boden und Wandung, evtl. auch auf Einsatzkörpern aufgetragen bzw. angeordnet werden. Sobald die Reaktionstemperatur erreicht bzw. eingehalten wird, geht die Veresterung auch ohne Verwendung eines Überschusses der alkoholischen Komponente, also in einer Mischung nach stöchiometrischen Verhältnissen, geradezu rapid vonstatten und verläuft bis zur Neutralisation des Reaktionsgemisches. Auch die organischen Säuren vom höchsten Molekulargewicht selbst, sog. polymerisierte Säuren und Harzsäuren, lassen sich auf diese Weise quantitativ verestern, sowohl unverdünnt als auch z. B. durch ihre eigenen Ester verdünnt, sowohl mit primären einwertigen Alkoholen als auch mit allen anderen alkoholischen Gruppen.

Man kann z. B. eine Fettsäure oder ein mehr oder weniger stark saures Fett praktisch vollständig neutralisieren, indem man es mit der berechneten Menge Glycerin, Mono- oder Diglyceriden, bei gewöhnlichem oder vermindertem Druck, in einem Rührwerk bei Gegenwart von Zinn je nach der Art der Komponenten eine

Stunde oder länger erhitzt. Schon gegen ioo^c beginnt das Abdestillieren von W asser, ein Zeichen, daß die Reaktion vor sich geht; es ist" aber vorteilhaft, die Temperatur weiter ansteigen zu lassen, zuletzt am besten auf ungefähr 225° oder sogar darüber. Wenn dabei die gebräuchlichen Vorsichtsmaßregeln, betreffend Luftabschluß usw.; eingehalten werden, so leidet das Produkt durchaus nicht in der Farbe, während der Geruch und der Geschmack sogar wesentlich verbessert werden.

Verwendet man mehr als die zur Neutralisation der Säuren erforderliche Menge Glycerin, so geht die Reaktion auch noch weiter, wenn sich das Triglycerid gebildet hat, indem sich dieses mit dem Glycerin je nach dessen Menge in Diglycerid oder in Monoglycerid bzw. zu einer Mischung beider technisch wertvoller Verbindungen umsetzt.

Wird an Stelle der gewöhnlichen Fettsäure eine sog. polymerisierte Säure verwendet oder an Stelle des Glycerins ein Oxysäureester wie die Rizinolsäureester (einschlief lieh Rizinusöl), so erhält man glatt die sonst schwieriger zugänglichen Polyfettsäureester. ·

Das Verfahren kann z. B. wie folgt durchge- [ führt werden: !

1. 1000 kg technische Fettsäure mit der ■ Säurezahl 160 werden mit 88 kg g8prozentigem , Glycerin im Rührwerk bei Gegenwart von 20 kg Zinn auf zuletzt 225 ° erhitzt, bis rund 52 kg Wasser, das noch etwa 1 Prozent Glycerin ent- . hält, abdestillieren. Die Reaktion kann gegen Schluß durch Druckverminderung unterstützt , werden. Man erhält rund 1030 kg Neutralfett ; mit der Säurezahl 1 bis 2.

2. 750 kg Kolophonium werden mit 80 kg [ Glycerin im Rührwerk bei Gegenwart von 10 kg [ Zinn auf zuletzt 230 ° erhitzt, nach etwa 3 bis ; 4 Stunden ist das Reaktionswasser abdestilliert i und die Säurezahl des Reaktionsproduktes unter 10 gesunken, worauf dasselbe unmittelbar gebrauchsfähig ist.

3. 750 kg Kolophonium werden mit 120 kg j Glycerin nach Beispiel 2 behandelt, wobei die ; Säurezahl des Reaktionsgemisches schneller j sinkt und das Produkt schon nach etwa 3 Stunden praktisch säurefrei ist. Es besteht, dem An- ; satz entsprechend, aus dem Diglycerid der 1 Harzsäure (bzw. einer Mischung von Diglyceriden der Abietinsäuren und Pimarsäuren), dem einige Prozente Harzöl aus dem Kolophonium beigemengt sind.

4. 650 kg eines Gemenges sekundärer Wachs- ■ alkohole, wie (C₂₁H₄₃J₂ CHOH, C₂₁H₄₃CH(OH) .

I C₁₇H₃₃, (C„H_S5)₈ CHOH (dargestellt durch Re- \ duktion der entsprechenden Ketone nach Patent j 327510), werden mit 350 kg eines festen Fetti säuregemisches unter Rühren bei Gegenwart ί von 30 kg Zinn 5 Stunden bei 230 ° erhitzt; das h Reaktionsprodukt zeigt hierauf schon äuCerlich das typische Aussehen von V achsen und erweist sich bei der Analyse als eine Mischung von vVachsestern mit einem geringen Gehalt an freien Fettsäuren.

5. Fin Gemisch aus gleichen Teilen Benzoesäure und Benzylalkohol wird bei Gegenwart von 5 Prozent Zinn etwa 6 Stunden auf 200^c erhitzt. Die Säurezahl ist dann fast auf 20 gesunken, der Gehalt an freier Säure demnach wenig über 4 Prozent. Das Produkt wird wie üblich entsäuert und durch Destillieren gereinigt. Bei Abwesenheit von Zinn sinkt die Säurezahl in 6 Stunden nur auf 65, entsprechend 13Y₂ Prozent freie Säure.

Man hat zwar bereits vorgeschlagen, Metalloxyde als Katalysatoren bei der Esterifizierung zu verwenden. Diesem bekannten Verfahren gegenüber bietet jedoch das vorliegende wesentliche technische Vorteile. Mit Metalloxyden läßt sich eine praktische quantitative Veresterung überhaupt nicht erreichen; außerdem bilden sich störende Beimengungen von Seife. Die Alkaliseifen wirken emulgierend, so daß das Auswaschen der Ester schwierig und verlustreich ist, manchmal ohne Verwendung von Lösungsmitteln (was kostspielig und kompliziert ist) überhaupt nicht durchgeführt werden kann. Die Seifen aus anderen Metalloxyden wirken noch schädlicher, indem sie sich zum Teil oder vollständig in den gebildeten Estern, z. B. in den Glyceriden, lösen. Sie müssen dann durch eine Nachbehandlung des Esters mit Mineralsäure zerlegt werden, wobei aber wieder freie Säure entsteht, die, wenn sie in Wasser unlöslich ist (wie im Falle der Fettsäuren), im Ester gelöst bleibt. Es läßt sich also auf diese V eise kein neutrales Produkt erhalten. Bei dem vorliegenden Verfahren erhält man dagegen glatt, in einer Operation, neutrale Ester, die nicht mehr einer verlustreichen und kostspieligen Entsäuerung unterworfen werden müssen.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Veresterung organischer Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion zwischen der sauren und der alkoholischen Substanz bei Gegenwart von Metallen, wie Zink, Zinn u. dgl., vor sich gehen läßt.