专利名称：具有优质颜色的多羟基脂肪酸酰胺溶液的生产工艺及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备颜色改善的多羟基脂肪酸酰胺溶液的工艺。多羟基脂肪酸酰胺由N-烷基多羟基胺和脂肪酸烷酯反应生成。本发明还涉及该溶液的应用。
多羟基脂肪酸酰胺是一种多用途的很有价值的表面活性化合物。举例而言，它可作为或与阴离子型、阳离子型和/或非离子型表面活性剂混合成为清洁剂，洗涤剂、纺织处理剂和类似产品，产品形式确切的有固态产品(如粉剂、晶粒或细粒)，溶液，分散体，乳浊液，浆糊或类似产品。因为多羟基脂肪酸酰胺有良好的生物降解性并可由再生原料制成，在当今具有十分重要的意义。
仍有争议的多羟基脂肪酸酰胺在一般情况下是一种有R-CO-NR′-Z结构的化合物，其中R是5-30个碳，优选8-18个碳原子的烃基，R′是H、含最好达8个碳原子的烷基或羟烷基，Z是有至少3个OH基的多羟基烃基团，也可以是烷氧基化物，优选糖醇基。优选的多羟基脂肪酸酰胺还具有下列结构
其中R1是短链烷基如C1至C4烷基或羟烷基如-CH2CH2OH，R2是脂烷基，n是3或4。特别优选的n＝4的化合物称为聚糖酰胺(Glycamide)，对葡萄糖作为己糖基而言则称为葡糖酰胺(Glu-camide)。该脂肪酸烷基酯一般为脂肪酸C1-C4烷基酯，优选甲基、乙基、丙基或异丙基。特别优选脂肪酸甲酯。脂肪酸基(酰基)一般含6-24个碳原子，优选8-18个。它可以是饱合的，也可以是不饱合的(优选1-3个不饱合键)。
多羟基脂肪酸酰胺一般由N-烷基多羟胺(如N-烷基葡糖胺)与脂肪酸烷基酯在碱催化剂存在下反应生成，反应在熔融状态(本体中)或借助溶剂进行。下列N-甲基葡糖胺和十二烷酸甲酯的反应方程式有助于进一步说明问题
上述反应一般优选在溶剂中进行。
这类制备工艺见于大量出版物中，其中WO92/06073和WO94/10130可能是具有代表性的。N-烷基多羟胺和脂肪酸烷基酯在用量上基本为等摩尔量的，反应温度直到约为130℃。碱性催化剂优选碱金属氢氧化物，碱金属碳酸盐和/或C1至C4碱金属烷氧化物，如甲醇钠或甲醇钾。溶剂为C1至C4醇类，丙三醇和/或二醇，如乙二醇，和丙二醇(1，2-丙二醇和1，3-丙二醇)。催化剂用量为基于脂肪酸酯的0.1～20mol％。溶剂用量应使生成的多羟基脂肪酸酰胺的溶液浓度为10-80％(重量)。如果溶剂很便利地用真空分离，得到的多羟基脂肪酸酰胺是固态的，如粉末。获得的多羟基脂肪酸酰胺无论是固态还是液态，都不具有所希望的颜色质量，多数为浅棕或深棕色的。
作为现有技术还应提到出版物WO93/09215，其中描述了颜色稳定的液态洗涤剂组成，此外还描述了含有多羟基脂肪酸酰胺的洗涤剂组成。防止新型配方颜色变化的保护可通过向配方中添加占配方总量0.001-10％(重量)的一种或多种下列的颜色稳定的化合物亚硫酸盐，亚硫酸氢盐或焦亚硫酸盐，二氧化硫，硫酸，α-羟烷基磺酸，巯基乙醇，巯基乙酸钠，2-氨基乙硫醇，半胱氨酸，聚胱氨酸，谷胱甘肽，甲脒亚磺酸。
本发明的任务是将按已知方法由N-烷基多羟胺与脂肪酸酯一般以溶液形式生成的带或多或少棕色的多羟基脂肪酸酰胺进行脱色处理，即转化成实际上无色的产品。
意外发现，如果在欲脱色产品(粗产品)中加入连二亚硫酸和/或其衍生物，则能获得有优质颜色的多羟基脂肪酸酰胺。这是一个意想不到的结果，因为——如以下所述的对比实施例——用其它同样具有还原作用的硫化物，如上面的WO93/09215推荐的那种，却达不到所希望的结果。事实上没有预见到，只是用连二亚硫酸组中的硫化物，就可以将多羟基脂肪酸酰胺的颜色大大改观到高品级。
根据本发明由N-烷基多羟胺和脂肪酸烷基酯制备色泽改善的多羟基脂肪酸酰胺溶液的工艺具有如下特征原溶液中至少混有一种有效量的连二亚硫酸组中的硫化物。
优选的连二亚硫酸组中的化合物有连二亚硫酸本身(H2S2O4)及其盐类，可以是一代盐(酸性盐)或二代盐。这些盐类包括如铵盐类、链烷醇铵盐类和金属盐类，优选碱金属和碱土金属。特别优选的化合物是连二亚硫酸铵和连二亚硫酸的碱金属盐类如连二亚硫酸钾和连二亚硫酸钠。硫化物可以直接使用或以一种溶液的形式使用，优选10-50％(重量)浓度的水或水/醇(C1-C3醇类)溶液。
根据本发明的硫化物用量可以范围很宽。由于意想不到的高活性，通常只用很少的连二亚硫酸盐化合物就可达到预期的漂白效果。根据本发明投入的化合物有效量一般为0.005-1％(重量)优选0.05-0.15％(重量)，以欲漂白的溶液重量为基准。
根据本发明要处理的溶液——如上所述——在通常情况下是指制备多羟基脂肪酸酰胺时由烷基多羟胺和脂肪酸酯反应生成的带有或多或少棕色的产品。本发明还可以处理此类溶液，其是通过溶解不纯的(染色的)多羟基脂肪酸酰胺得到的。溶剂优选水，一种低级醇(C1-C4醇)，一种低级二醇如乙二醇、丙二醇或丙三醇或一种它们的混合液，如水与醇，水与二醇，醇与二醇或水、醇和二醇的混合物。待净化的溶液一般含10-80％(重量)多羟基脂肪酸酰胺，优选20-60％(重量)，以溶液重量为基准。溶液一般为中性或碱性，pH值通常为6-12左右，优选7-11。
根据本发明将硫化物投入待脱色溶液中，适当搅拌并保持在所说的pH值范围，最好pH值为7-11。混合可以在室温或升温下，即在20-100℃，优选40-80℃的范围内进行。压力为大气压或根据溶剂和温度设定的压力。硫化物可以一次性，部分地或连续地投入。混入之后——如果脱色效果不理想——可以在指定的上述温度下继续搅拌反应，直到色泽质量达到预期的要求并从而成为无色的溶液为止。一旦无色多羟基脂肪酸酰胺达到要求，根据本发明可以通过蒸发，或精馏溶剂，结合过滤或离心分离出产品。蒸发或精馏分离优选在50-100℃的真空状态下进行。
根据本发明的脱色工艺获得的多羟基脂肪酸酰胺溶液和必要时从中分离出的多羟基脂肪酸酰胺(粉剂、膏和类似物)实际应是无色的(水样清)。良好的色泽质量在产品储存中保持不变。产品此外具有中性气味，因所推荐的连二亚硫酸盐化合物具有高活性，通常用量很少即可达到预期的漂白效果。根据本发明的工艺得到的多羟基脂肪酸酰胺产品具有优良色泽，中性气味，抗污染或变色的长期稳定性。
本发明现用实施例和对比实施例详加说明。所用的缩写NMG和GA分别代表N-甲基葡糖胺和N-甲基葡糖酰胺。实施例11.根据现有技术制备GA溶液的工艺向一个有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应釜中加入97.6克NMG(0.5mol)和22克丙二醇，加热至125℃。在该温度下加入115.5g(0.53mol)C12-C14脂肪酸甲酯和随后7.0g甲醇钠(基于NMG为8mol％)，混合物保持在100℃下。反应生成的甲醇首先排出系统，当GA的转化率达70％重量时，使用60毫巴真空保持反应继续在85-88℃下进行，甲醇被蒸出，至70分钟左右生成92％重量GA，基于溶液中固体成份。移去真空后反应混合物放入71.0g水和33.0g乙醇中。获得的GA溶液以水、丙二醇和乙醇作为溶剂，成为深棕色。该溶液PH值为10，GA浓度为55％(重量)。该溶液被分为两份各130g，其中一份用柠檬酸将pH值调至8.3。从而得到两份深棕色GA溶液，pH值分别为10(原液a)和8.3(原液b)。2.根据本发明处理棕色的GA溶液a和b将两份各130g、浓度为55％(重量)的原液加热至60℃，在搅拌下各加入0.13g固态连二亚硫酸钠，其重量为溶液重量的0.1％(重量)，在60℃下再搅拌30分钟然后冷却。将溶液a用柠檬酸调至pH值8.3。
获得的溶液a和b——正如用肉眼看到——确实无色，且无相关硫化物的气味。为了在数量上描述根据本发明获得的两种漂白液出色的颜色质量，它们的光透射值被测定并与棕色原液的光透射值进行比较。为测定光透射值，将用50％体积水——甲醇液制备25％(重量)的GA溶液，在1cm比色皿中在420nm下测量。结果换算为50％(重量)GA溶液的值。结果汇总如下光透射值未漂白溶液65.1％根据本发明方法处理过的溶液a79.8％根据本发明方法处理过的溶液b77.6％实施例21.根据现有技术制备C12-N-甲基葡糖酰胺向反应釜中投入219g(1.0mol)C12-脂肪酸甲酯，加热至100℃。将195g(1.0mol)NMG熔融物(130℃)和18g30％(重量)的甲醇钠溶液(以甲醇作溶剂)(0.1mol含量)在约0.1巴和100℃，1小时内同时加入。反应混合物中含有的和不断生成的甲醇用真空不断移去，混合物粘度不断升高。当溶剂完全蒸出以后，加入9.4g柠檬酸，最终得到一种棕色蜡状产品。2.根据本发明处理已制得的葡糖酰胺在60℃下由所得产品制备含55％(重量)GA，20％(重量)丙二醇和25％(重量)水的溶液，将部分溶液分别用0.05％(重量)和0.2％(重量)的连二亚硫酸钠(以溶液为基准)处理，温度相同，时间为1小时。冷却的混合物[(1)未漂白的；(2)0.05％(重量)连二亚硫酸盐处理的；(3)0.2％(重量)连二亚硫酸盐处理的]具有下列光透射值(测量方法类似实施例1)(1)50.4％(2)71.4％(3)78.7％透光值在40℃下储存二周的样品中有明显增加，而未处理过的样品变得颜色更深(1)48.5％(2)75.9％(3)89.5％对比实施例为比较含有其它还原硫化物的连二亚硫酸钠的漂白作用，各取以溶液重量为基准0.1％(重量)的连二亚硫酸钠(1)，亚硫酸钠(2)和焦硫酸钠(3)处理实施例2描述的深棕色原液(透光值50.4％)，在60℃下搅拌加入，持续搅拌1小时后冷却。三种漂白液的透光值(如实施例1的测量方法)为(1)75.9％(2)63.1％(3)62.8％以上实施例和对比实施例表明本发明推荐的硫化物具有意想不到的高漂白效果，即使用很少量时也如此。
权利要求
1.制备由N-烷基多羟基胺和脂肪酸烷酯反应生成的多羟基脂肪酸酰胺的颜色改善的溶液的工艺，其特征在于原液中至少混合有一种有效量的连二亚硫酸组中的硫化物。
2.权利要求1的工艺，其特征在于连二亚硫酸或它的盐类以有效量加入。
3.权利要求1的工艺，其特征在于连二亚硫酸的铵盐或碱金属盐以有效量混入。
4.权利要求1-3任一项的工艺，其特征在于加入的硫化物的量为0.005-1％重量，该重量百分数以原液中多羟基脂肪酸酰胺的含量为基准。
5.权利要求1-4中的一项或多项的工艺，其特征在于混合是在20-100℃的温度下进行的。
6.由权利要求1-5中的一项或多项获得的溶液用于通过将多羟基脂肪酸酰胺与溶液分离而获得具有改善色泽的多羟基脂肪酸酰胺。
全文摘要
在所述工艺中，将通常或多或少呈棕色的原液与至少一种有效量的连二亚硫酸组中的硫化物混合，从而制得水样清的多羟基脂肪酸酰胺产物。
文档编号C07C231/24GK1154691SQ95194409
公开日1997年7月16日 申请日期1995年7月29日 优先权日1995年7月29日
发明者B·帕彭富斯, R·维比拉尔 申请人:赫彻斯特股份公司