DE19726511A1 - Verfahren zur Herstellung von Aldonsäure- oder Aldobionsäureamiden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aldonsäure- oder Aldobionsäureamiden mit hoher Ausbeute.

Die Herstellung von Aldonsäure- oder Aldobionsäureamiden durch Umsetzung von Aldonsäure- oder Aldobionsäurelactonen mit Fettaminen in einem niederen Alkohol oder Dimethylform­ amid ist bekannt (EP 569 869, DE 11 55 771). Dabei werden zu­ nächst die Lactone durch Wasserentzug aus den entsprechenden Aldon- bzw. Aldobionsäuren gebildet. Diese Lactone werden üb­ licherweise durch aufwendige Verfahrensschritte isoliert, in Alkohol gelöst und das Fettamin oder Fettamingemisch unter Rühren hinzugefügt. Das Aldonsäure- bzw. Aldobionsäureamid fällt als Niederschlag aus, der gewaschen und gegebenenfalls unter Vakuum getrocknet wird (DE 42 15 478). Nachteil dieser bekannten Verfahren ist die geringe Ausbeute bzw. der tech­ nisch aufwendige Trocknungsprozeß der Lactone.

So müssen z. B. die Trocknungsbedingungen exakt einge­ halten werden. Einerseits soll die Schmelztemperatur der Lac­ tone nicht erreicht werden, andererseits sollen die Lactone ausreichend trocken sein.

Bei Verwendung von Walzentrocknern fällt das Lacton in Schuppenform an, die schlecht nachtrockenbar sind. Um ein ausreichend trockenes Lacton zu erhalten, müssen sich weitere Aufarbeitungsschritte, z. B. Mahlen der Schuppen, anschlie­ ßen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das an sich be­ kannte Verfahren zur Herstellung von Aldonsäure- bzw. Aldo­ bionsäureamiden so zu modifizieren, daß die Aldonsäure- bzw. Aldobionsäureamide direkt und in hoher Ausbeute auch aus den entsprechenden Säuren hergestellt werden können, ohne daß die Lactone isoliert und aufgearbeitet werden müssen.

Erfindungsgemäß wird die Aldonsäure bzw. Aldobionsäure oder die entsprechenden Lactone oder Lactonlösungen vor der Umsetzung mit dem Fettamin mit einem niederen Alkohol (C1-C5) vorzugsweise Methanol, Ethanol oder 2-Propanol 0,5 bis 16 Stunden, vorzugsweise 1 bis 5 Stunden gekocht.

Dabei wird die freie Säure oder der im Lacton enthaltene Anteil an freier Säure in den entsprechenden Alkylester über­ führt.

Das Kochen der Aldonsäure bzw. Aldobionsäure bzw. deren Lactone in Alkohol kann als Azeotrop- oder als Vakuumdestil­ lation durchgeführt werden. Der abdestillierte Alkohol wird über Soxlet getrocknet und wieder in den Reaktionsbehälter zurückgeführt.

Nach dem Kochen wird in bekannter Weise die Reaktionsmi­ schung gekühlt, vorzugsweise auf 20 bis 50°C, und das Fet­ tamin oder das Fettamingemisch direkt, falls dieses flüssig ist, als Schmelze oder gelöst in einem organischen Lösungs­ mittel, vorzugsweise einem niederen Alkohol (C1-C5) insbeson­ dere Methanol, Ethanol, 2-Propanol hinzugefügt und für minde­ stens 30 Minuten oder auch länger gerührt, wobei sich übli­ cherweise aus der Suspension wieder eine nahezu klare Lösung bildet. Anschließend wird weiter gerührt, bis die Kristalli­ sation einsetzt. Das Aldonsäure- bzw. Aldobionsäureamid wird abfiltriert, gewaschen und getrocknet.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich alle bekannten Aldon- oder Aldobionsäuren wie z. B. Maltobionsäu­ re, Lactobionsäure, Cellobionsäure umsetzen.

Vorzugsweise wird Lactobionsäure bzw. Lactobionsäurelac­ tonlösung vor der Umsetzung mit den Fettaminen zu den jewei­ ligen Lactobionsäureamiden in Methanol oder 2-Propanol 1 bis 5 Stunden gekocht.

Als Fettamine werden primäre Fettamine mit einer Ketten­ länge von C2-C20 eingesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Fettami­ ne Fettamingemische, die aus natürlich vorkommenden Fettsäu­ regemischen gewonnen werden, eingesetzt. Der Anteil von ein­ fach ungesättigten Fettaminen schwankt in diesen Fettaminge­ mischen zwischen 5 und 85 Gew.-%. Beispiele solcher Fettamin­ gemische sind Kokosfettamin aus dem aus Kokosfett stammenden Fettsäuregemisch, Talgamin und hydriertes Talgamin aus dem aus Talg stammenden Fettsäuregemisch, Oleylamin, aus dem aus Sonnenblumenöl und/oder Sojaöl stammenden Fettsäuregemisch.

Erfindungsgemäß können die Aldon- bzw. die Aldobionsäu­ reamide aus den Aldonsäuren oder Aldobionsäuren direkt, ohne daß in einem separaten Verfahrensschritt zunächst das Säure­ lacton durch Wasserentzug gebildete isoliert und aufgearbei­ tet werden muß, hergestellt werden.

Es ist ebenfalls im Sinne der Erfindung, die Säurelacto­ ne bzw. Säurelactonlösungen, die durch Wasserentzug der ent­ sprechenden Säure gebildet werden, ohne aufwendige Trocknung und Isolierung der noch in ihnen enthaltenen freien Säuren in Alkohol zu kochen, so daß die noch enthaltene freie Säure ve­ restert wird. Diese Ester reagieren mit den anschließend zu­ gesetzten Fettaminen zu den Fettsäureamiden unter Rückbildung des Alkohols.

Durch Zugabe von katalytisch wirksamen Mengen an p-Tolu­ ol-Sulfonsäure kann der Veresterungsgrad der freien Säure ge­ steigert werden.

Es ist ebenfalls im Sinne der Erfindung, Fettamin oder Fettamid als Lösevermittler dem Lacton bzw. der Lactonsäure hinzuzufügen, wobei das Fettamin oder Fettamid in Mengen von 5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Menge der eingesetzten Troc­ kensubstanzen, zugesetzt werden kann.

Es wurde gefunden, daß durch das erfindungsgemäße Kochen der Aldonsäure oder Aldobionsäure bzw. der entsprechenden Lactone oder Lactonlösungen in Alkohol vor der Umsetzung mit den Fettaminen die Ausbeute an Fettamiden gesteigert werden kann, ohne daß kostenintensive Trocknungsverfahren für die Lactone benötigt werden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Säureamide enthalten weniger Nebenprodukte, weisen also eine verbesserte Qualität auf. Im Zusammenhang damit verbessert sich die Kristallisa­ tionsfähigkeit der Säureamide.

Da weder separate Verfahrensstufen zur Bildung der Säu­ relactone noch zu deren Isolierung und Aufarbeitung erforder­ lich sind und die gebildeten Säureamide ohne großen Reini­ gungsaufwand einer nachfolgenden Verwendung zugeführt werden können, erhöht sich die Effizienz des Verfahrens zur Herstel­ lung von Aldobionsäure- bzw. Aldonsäureamiden.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung verdeutlichen ohne sie einzuschränken.

Beispiele Beispiel 1 Herstellung von Lactobionsäurekokosamid

In einem Reaktionsbehälter werden 60 ml Methanol auf 50°C erwärmt und unter Rühren 17,8 g Lactobionsäurelacton einge­ tragen und 5 Stunden unter Rückfluß gekocht. Danach wird die Reaktionsmischung auf 50°C abgekühlt und 10 g Kokosamin un­ ter Rühren zur Bildung des Lactobionsäurekokosamid hinzuge­ fügt. Es wurde ca. 1 Stunde bei 50°C, danach bei Raumtempe­ ratur weitergerührt, bis die Kristallisation einsetzt. Das Reaktionsprodukt wird abgesaugt, mit Methanol nachgewaschen und getrocknet.

Ausbeute: 90% der Theorie.

Beispiel 2 Herstellung von Lactobionsäurekokosamid

In einem Reaktionsbehälter werden 100 ml 2-Propanol auf 100°C erwärmt und unter Rühren 22 g Lactobionsäurekonzentrat sowie 2,4 g Kokosamin als Lösevermittler eingetragen und eine halbe Stunde am Rückfluß erhitzt. Das Lösemittel wird im Soxlet per Natriumsulfat kontinuierlich getrocknet.

Zur Bildung des Lactobionsäurekokosamids werden 10 g Kokos­ amin hinzugefügt und das Reaktionsgemisch eine Stunde am Rückfluß erhitzt, danach bei Raumtemperatur 3 Stunden weiter­ gerührt, bis die Kristallisation einsetzt. Das Reaktionspro­ dukt wird abgesaugt, gewaschen und getrocknet.

Ausbeute: 79,4% der Theorie.

Beispiel 3 Herstellung von Lactobionsäurekokosamid

In einem Reaktionsbehälter werden 200 ml 2-Propanol auf 60°C erwärmt, 0,1g p-Toluolsulfonsäure, 53 g Lactobionsäurelacton und 2 g Kokosamid als Lösevermittler hinzugefügt und ver­ rührt. Die Temperatur wird bei ca. 500 bar bis zum schwachen Abdestillieren erhöht. Das abdestillierte Propanol wird über Tropftrichter ersetzt. Nach ca. 1 Stunde wird der Reaktions­ mischung 31,3 g Kokosamin zugegeben und ca. 1 Stunde am Rück­ fluß gekocht. Danach wird bei Raumtemperatur weitergerührt bis die Kristallisation einsetzt. Das Reaktionsprodukt wird abgesaugt, gewaschen und getrocknet.

Ausbeute: 90,3% der Theorie.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Aldobionsäure- oder Al­ donsäureamiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aldonsäure und/oder die Aldobionsäure und/oder die entsprechenden Säure­ lactone bzw. deren Lösungen vor der Umsetzung mit Fettaminen oder Fettamingemischen 0,5 bis 16 Stunden mit einem C1-C5-Alkohol gekocht werden.

2. Verfahren zur Herstellung von Aldobionsäure- oder Al­ donsäureamiden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aldobionsäure und/oder die Aldonsäure und/oder die ent­ sprechenden Lactone bzw. deren Lösungen 1 bis 5 Stunden vor der Umsetzung mit Fettaminen mit C1-C5-Alkohol gekocht wer­ den.

3. Verfahren zur Herstellung von Aldobionsäure- oder Al­ donsäureamiden nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aldobionsäure und/oder Aldonsäure und/oder die ent­ sprechenden Lactone bzw. deren Lösungen vor der Umsetzung mit Fettaminen mit Methanol, Ethanol oder 2-Propanol gekocht wer­ den.