ES2218759T3 - Mejoras del procedimiento de sintesis de alquilpoliglucosidos. - Google Patents
Mejoras del procedimiento de sintesis de alquilpoliglucosidos.Info
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Abstract
PROCESO PARA LA SINTESIS DE ALQUILPOLIGLUCOSIDOS QUE TIENEN DE FORMULA GENERAL (I): COMPRENDIENDO DICHO PROCESO LA REACCION DE UN ALCOHOL CON UN MONOSACARIDO O UN EQUIVALENTE DEL MISMO, QUE PUEDE SER UN ALQUILGLUCOSIDO O UN COMPUESTO CAPAZ DE GENERAR EL MONOSACARIDO "IN SITU", CARACTERIZADO PORQUE DICHA REACCION SE LLEVA CABO EN PRESENCIA DE UN CATALIZADOR QUE CONSISTE EN UN ACIDO POLIALQUILARILSULFONICO ESTERICAMENTE IMPEDIDO O UNA MEZCLA DE ACIDOS POLIALQUILARILSULFONICOS ESTERICAMENTE IMPEDIDOS.
Description
Mejoras del procedimiento de síntesis de
alquilpoliglucósidos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la síntesis de alquilpoliglucósidos.
Más específicamente, se refiere a un
procedimiento para la síntesis de alquilpoliglucósidos caracterizado
por el uso de un ácido olialquilarilsulfónico estéricamente
impedido, o de una mezcla de ácidos polialquilarilsulfónicos
estéricamente impedidos, como catalizadores. Dichos catalizadores
permiten una reacción más selectiva y, en consecuencia, un producto
de reacción bruto que prácticamente carece de productos intermedios
no deseados.
Los alquilpoliglucósidos son un grupo de
sustancias que constan de una cadena de anillos de un azúcar unidos
entre sí por enlaces glucosídicos en los que el último anillo de la
cadena glucosídica está acetilado con un alcohol. La estructura
general de un alquilpoliglucósido se representa por la siguiente
fórmula general (I):
(I)H-(G)_{n}-O-R
en la que G representa una unidad glucosídica, R
representa el radical correspondiente al alcohol usado para formar
el acetal glucosídico y n representa el grado de polimerización, es
decir, el número de unidades glucosídicas
enlazadas.
Particularmente importante desde el punto de
vista industrial son los alquilpoliglucósidos en los que n tiene un
valor comprendido entre 1 y 5 y R representa el residuo de un
alcohol alifático de cadena corta (lineal o ramificada). De hecho,
los alquilpoliglucósidos de este tipo son agentes surfactantes no
iónicos que pueden ser utilizados en el campo de los agentes
tensioactivos y, en particular, en el campo de los detergentes.
Estos particulares oligómeros alquilglucosídicos se denominarán en
adelante APG. El control del valor de n puede realizarse variando la
relación molar alcohol/sacárido en la preparación de la reacción
del APG: en efecto, al incrementar esta relación se obtiene un APG
con un menor valor medio de n. Alternativamente, es posible llevar
a cabo una separación de las mezclas del APG obtenido al final del
ciclo de producción operando como se describirá en detalle a
continuación.
Los APG ofrecen, con respecto a los agentes
tensioactivos tradicionales, dos importantes ventajas: en primer
lugar, se obtienen de recursos naturales renovables, que son
esencialmente almidón y aceite extraído del coco; en segundo lugar,
los APG son 100% biodegradables. Como consecuencia, el interés
industrial de estos compuestos es muy alto y está en continuo
aumento.
Una primera posibilidad es la síntesis directa,
partiendo de azúcar y alcohol (o de una mezcla de alcoholes): el
producto final se obtiene usando el alcohol en exceso con respecto
al valor estequiométrico. En un método alternativo de síntesis, la
fuente de la parte glucosídica de la molécula es almidón obtenido
de los cereales. En este caso, en general se despolimeriza primero
el polisacárido con alcoholes de cadena corta (metanol o, más
frecuentemente, butanol), en presencia de un ácido como catalizador;
de esta forma, se obtiene una mezcla de APG con un grupo R de
cadena corta. Posteriormente se trata esta mezcla en vacío con el
alcohol de cadena larga, en presencia de un ácido como catalizador,
intercambiándose el grupo alcohol; esta reacción se denomina
"transacetalización" y es favorecida por la eliminación,
mediante evaporación, del alcohol con una cadena más corta que se
forma y que tiene un punto de ebullición menor que el alcohol de
cadena larga; también en este caso hay un exceso de alcohol de
cadena larga con respecto al valor estequiométrico.
En los dos casos descritos anteriormente
(síntesis directa de APG o por "transacetalización"), es
necesario usar un ácido como catalizador cuyo propósito es
favorecer las reacciones que implican el enlace glucosídico. En los
procesos industriales, los ácidos usados con este fin son ácidos
minerales como H_{2}SO_{4}, HCl, H_{3}PO_{4} o BF_{3}, o
más frecuentemente, ácidos sulfónicos o sus sales. El grupo de
ácidos sulfónicos es muy amplio y comprende, por ejemplo, los
ácidos orto-, meta-, y paratoluensulfónico, los ácidos
alquilbencensulfónico, ácidos alquilsulfónicos secundarios, resinas
sulfónicas, alquilsulfatos, alquilbencensulfatos, alquilsulfonatos y
ácido sulfosuccínico. El uso de estos ácidos se describe, por
ejemplo, en las patentes DE 3.723.826, DE.3.842.541, DE 3.900.590,
US 4.950.743, EP 357.969, US 4.223.129, US 4.393.203, todas
referidas al uso del ácido paratoluensulfónico (PTSA) que ha sido
el más extensamente usado durante mucho tiempo; en la patente
europea EP 449.866, referida al uso del ácido
dinonilnaftalensulfónico; en la patente US 4.713.447, referida al
uso del ácido dodecilbencensulfónico; en la patente DE 4.018.583 y
el la solicitud de patente internacional WO 91/02742, ambas
referidas al uso del ácido sulfosuccínico y en la patente US nº
3.219.656, que se refiere al uso de resinas sulfónicas.
Al final de la reacción, el catalizador ácido es
neutralizado con una base. La base más frecuentemente usada es el
hidróxido sódico (NaOH) pero algunas patentes reivindican el uso de
bases particulares. Por ejemplo, la patente US 4.713.447 describe
el uso de alcoholatos de metales alcalinos, alcalinotérreos o
aluminio, o, alternativamente, de sales de ácidos orgánicos de los
mismos metales.
El último paso del procedimiento de síntesis de
APG consiste en la separación del propio APG del exceso de alcohol.
Esta separación suele realizarse por destilación en vacío,
preferiblemente, destilación de capa fina, a una temperatura
comprendida entre 150ºC y 180ºC; opcionalmente, para facilitar esta
separación es posible operar en presencia de agentes fluidificantes,
por ejemplo, glicerina, glicoles o 1,2-dioles con
una cadena larga (C_{12}-C_{18}), como se
describe, por ejemplo, en la patente US nº 4.889.925. Otra técnica
usada para separar el APG del exceso de alcohol es la extracción con
un disolvente, por ejemplo, agua, acetona o CO_{2} hipercrítico.
La selección de la técnica de separación también permite controlar
el "corte" del APG obtenido: en efecto, toda la mezcla del APG
obtenido generalmente caracterizada por un valor medio de n en el
rango de 1,2-1,7, es recuperada por destilación en
tanto que con la extracción con un disolvente las fracciones con
menor peso molecular, consistentes sustancialmente en
alquilmonoglucósidos, permanecen en la solución y las fracciones con
un peso molecular más alto, caracterizadas por un valor medio de n
superior a 1,7, generalmente entre 1,7 y 2,5, están concentradas en
el sólido. Esta técnica de separación por extracción con un
disolvente se describe, por ejemplo, en la patente US nº 3.547.828 y
en la solicitud de patente europea EP 92.355.
Una importante desventaja, común a todos los
procedimientos de síntesis de APG conocidos, es la formación de
polisacáridos como producto intermedio: de hecho, los monosacáridos
más frecuentemente usados en la síntesis de APG son polialcoholes
con cinco o seis grupos alcohol, que pueden competir con el
alquilalcohol de cadena larga en la formación del enlace
glucosídico. En el caso más frecuente, es decir, operando con
glucosa o con uno de sus precursores, esta reacción secundaria da
lugar a la formación de poliglucosa. Éste es un efecto no deseado
ya que, aparte de sustraer reactivos a la reacción principal, la
poliglucosa formada es un producto sólido cuya presencia en la
mezcla de productos obtenidos, incluso en pequeños porcentajes,
produce incremento de la viscosidad de la mezcla y la precipitación
de productos en una forma gelatinosa. Como consecuencia, se hacen
extremadamente difíciles todas las operaciones ulteriores del
procedimiento de síntesis del APG, es decir, la separación del
producto deseado, la recuperación y el posible reciclado de los
alquilglucósidos y alcoholes no reaccionados son extremadamente
dificultosas.
Para soslayar este inconveniente, es posible
operar con altos cocientes alcohol/glucosa: sin embargo, esta
solución implica el uso de grandes volúmenes de alcohol, con los
consiguientes problemas relacionados con la seguridad y
sobredimensión de las plantas de producción.
Como posibilidad adicional para limitar la
formación de poliglucosa, se ha realizado la propuesta de controlar
el catalizador ácido: de hecho, se ha observado que el tipo de
catalizador utilizado influye en la composición del producto de
reacción bruto. Operando, por ejemplo, como se describe en la
patente europea EP 132.043, con una relación molar alcohol/glucosa
de 2 a 1, en presencia de H_{2}SO_{4} como catalizador, se
obtiene un porcentaje de poliglucosa superior al 20% en el producto
final, tras la separación del exceso de alcohol, en tanto que, en
presencia de ácido paratoluensulfónico, este porcentaje se reduce
al 11%, aproximadamente. Usando alquilsulfonatos alcalinos o ácidos
bencensulfónicos como catalizadores, el porcentaje se reduce aún
más, al 9,2%. La patente europea EP 449.866 describe un nuevo grupo
de ácidos sulfónicos que muestran una alta lipofilia que, operando
con una relación molar alcohol/glucosa de 5 a 1, posibilita
disminuir el contenido de poliglucosa a 2,2%, de nuevo calculado en
el producto final tras destilación del exceso de alcohol; sin
embargo, estos catalizadores son muy costosos. En la patente US nº
5.432.269, usando un catalizador binario constituido por el
acoplamiento de una base débil y un ácido orgánico fuerte, operando
con una relación alcohol/glucosa de 5 a 1, se obtiene un porcentaje
de poliglucosa del 0,7%.
El solicitante ha descubierto ahora que un nuevo
grupo de catalizadores, constituidos por un ácido
polialquilarilsulfónico estéricamente impedido o una mezcla de
ácidos polialquilarilsulfónicos estéricamente impedidos, permite
reducir la formación de poliglucosa en el procedimiento de síntesis
de APG, incluso cuando se opera con bajas relaciones
alcohol/glucosa.
La presente invención, por lo tanto, se refiere a
un procedimiento de síntesis de alquilpoliglucósidos que presenta
la siguiente fórmula general (I)
(I)H-(G)_{n}-O-R
en la
que
- -
- R representa un radical alquilo, lineal o ramificado, saturado o insaturado, con un número de átomos de carbono que oscila entre 8 y 20, incluyendo los extremos.
- -
- G representa un radical resultante de la separación de una molécula de H_{2}O de un monosacárido, típicamente una hexosa de fórmula C_{6}H_{12}O_{6} o una pentosa de fórmula C_{5}H_{10}O_{5};
- -
- n es un número entero comprendido entre 1 y 5, incluyendo los extremos;
comprendiendo dicho procedimiento la reacción de
un alcohol con un monosacárido o un equivalente del mismo, que
puede ser un alquilpoliglucósido o un compuesto capaz de generar el
monosacárido in situ, caracterizado porque dicha reacción se
lleva a cabo en presencia de un catalizador que consiste en un ácido
polialquilarilsulfónico estéricamente impedido o una mezcla de
ácidos polialquilarilsulfónicos estéricamente impedidos y tales
ácidos polialquilarilsulfónicos son los que tienen al menos un
grupo alquilo, lineal o ramificado, con un número de átomos de
carbono que oscila entre 10 y 15 en posición orto con respecto al
grupo sulfónico
(SO_{3}H).
Estos ácidos polialquilarilsulfónicos se obtienen
por sulfonación, usando SO_{3} gaseoso en un reactor de flujo, de
alquilatos pesados, lineales o ramificados, presentes en el residuo
de destilación procedente de la síntesis de monoalquilbencenos
lineales, llevada a cabo partiendo de olefinas y/o cloroparafinas
en presencia de exceso de benceno y en presencia de un catalizador
Friedel-Crafts: esta síntesis se describe, por
ejemplo, en la patente US nº 5.574.198.
Son ejemplos preferidos de los ácidos
polialquilarilsulfónicos que pueden usarse solos o mezclados entre
sí en el procedimiento de la presente invención, los obtenidos por
sulfonación de ALCHISOR HD® de Condea Augusta S.p.A., que forma el
residuo de destilación de la síntesis de alquilbenceno lineal a
partir de benceno y olefinas en la que las olefinas se obtienen por
deshidrogenación de n-parafinas. Este residuo
contiene:
- -
- polialquilbencenos (\geq 80% molar) de fórmula general C_{n}H_{2n-6}, en la que n representa un entero comprendido entre 16 y 45, incluyendo los extremos,
- -
- dialquilbencenos (\geq60% molar) de fórmula general C_{n}H_{2n-6}, donde n representa un entero comprendido entre 20 y 33, incluyendo los extremos.
Los ácidos polialquilarilsulfónicos descritos
anteriormente pueden ser definidos por la siguiente fórmula
molecular:
C_{n}H_{2n-7}SO_{3}H
en la que n representa un número entero entre 16
y 45, incluyendo los
extremos.
Estos ácidos polialquilarilsulfónicos pueden ser
definidos también por la siguiente fórmula general (II):
en la
que:
- -
- R_{1} representa un grupo alquilo C_{10}-C_{15}, lineal o ramificado, saturado o insaturado,
- -
- R_{2} representa un grupo alquilo C_{1}-C_{15}, lineal o ramificado, saturado o insaturado, en posición orto (posición 3 del anillo benceno), meta (posición 4 ó 6 del anillo benceno) o para (posición 5 del anillo benceno) con respecto al sustituyente R_{1},
- -
- R_{1} y R_{2}, iguales o diferentes, representan un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo, lineal o ramificado, saturado o insaturado, con un número de átomos de carbono tal que la suma de los átomos de carbono de los sustituyentes R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4} es igual a (n-6), donde n representa un número entero entre 16 y 45, incluyendo los extremos.
Para el propósito de la presente invención, es
preferible usar una mezcla de ácidos dialquilbencensulfónicos,
obtenidos por la sulfonación de ALCHISOR HD® que, a partir de aquí
se denominará DABS.
En el procedimiento de la presente invención, la
reacción entre un monosacárido, o un equivalente del mismo, y un
alcohol se lleva a cabo a una temperatura que oscila entre 110ºC y
130ºC, en vacío, eliminado continuamente el agua que se forma.
Los monosacáridos que pueden usarse
convenientemente en el procedimiento de la presente invención son,
por ejemplo, glucosa, manosa, galactosa, arabinosa, xilosa, ribosa
etc. Entre ellos es preferible la glucosa por su bajo coste y gran
disponibilidad.
Correspondiendo a la definición anterior de
compuesto equivalente de monosacárido están los alquilglucósidos de
alcoholes bajos, por ejemplo, butilgucósidos y los azúcares de
cadena larga o sacáridos que, en las condiciones de la reacción,
pueden ser hidrolizados a monosacáridos, como por ejemplo, almidón,
maltosa, sacarosa, lactosa, etc. Entre los precursores de
monosacárido, pueden mencionarse como ejemplo los
butilpoliglucósidos obtenidos de alcoholes de almidón o de
"jarabe de maíz".
Los alcoholes que pueden ser utilizados
convenientemente en el procedimiento según la presente invención
son alcoholes monohídricos primarios o secundarios, lineales o
ramificados, saturados o insaturados, que contienen de 8 a 20
átomos de carbono, y sus mezclas.
Son ejemplos de los alcoholes mencionados el
octanol, el decanol, el alcohol laurico, el mirístico, el oleico y
los alcoholes derivados de oxosíntesis, con una relación
lineal/ramificado igual a 45/55, como, por ejemplo, LIAL 111®, LIAL
123®, LIAL 145® o sus mezclas, por ejemplo, LIAL 125® (todos
comercializados por Condea Augusta S.p.A.), o fracciones de
alcoholes lineales obtenidas por cristalización fraccionada de los
LIAL mencionados, por ejemplo, ALCHEM 111®, ALCHEM 123®, ALCHEM
145® o sus mezclas. Hay que señalar que los catalizadores usados en
el procedimiento de la presente invención utilizan fracciones de
alcoholes C_{8}-C_{20} totalmente ramificados,
como, por ejemplo, ISALCHEM 123®, ISALCHEM 145® o sus mezclas
industrialmente convenientes (todos comercializados por Condea
Augusta S.p.A.)...
En el procedimiento de la presente invención, el
alcohol se usa en una cuantía superior con respecto a su valor
estequiométrico y, precisamente, con una relación molar entre el
alcohol y el monosacárido de 1 a 7, preferiblemente entre 1,5 y
3,3. El alcohol también actúa como disolvente en la reacción.
El catalizador puede usarse en una cantidad que
oscila entre 0,001 y 0,1 moles por mol de monosacárido (o su
equivalente) y, preferiblemente, en una cantidad que oscila entre
0,001 y 0,01 moles por mol de monosacárido.
La reacción entre el monosacárido o sus
equivalentes y el alcohol descrito anteriormente puede llevarse a
cabo en lotes o de forma continua.
Al final de la reacción, el APG puede separarse
del producto bruto por destilación o mediante el tratamiento con un
disolvente en el que el APG sea totalmente insoluble.
La destilación se lleva a cabo siguiendo alguno
de los métodos conocidos (por ejemplo, destilación en el
vacío).
En el caso de que se trate con un disolvente, por
ejemplo, con acetona, se obtienen dos fracciones: una fracción
insoluble que consiste esencialmente en el APG con un grado medio
de oligomerización > 1,7 y una fracción soluble que permanece en
el disolvente y que esencialmente consiste en APG con un grado de
oligomerización medio generalmente entre 1 y 1,2, el exceso de
alcohol y prácticamente todo el catalizador. La separación del
precipitado puede realizarse operando con un método conocido como,
por ejemplo, por decantación o centrifugación.
Las ventajas del uso del catalizador de la
presente invención son particularmente evidentes en esta fase. De
hecho, usando los catalizadores conocidos, tras la precipitación de
la mezcla de la reacción con el disolvente, se obtiene siempre un
precipitado gelatinoso de APG con un alto contenido en
polisacáridos. Como consecuencia, todos los pasos de separación y
purificación del precipitado son largos y difíciles. Por ejemplo,
usando ácido paratoluensulfónico como catalizador, se obtiene un
producto gelatinoso cuyo lavado por filtración en un septo poroso
requiere tiempos de unas 10 horas y, además, debido a la naturaleza
gelatinosa del producto, los lavados nunca son completos y parte
del alcohol y del catalizador permanece englobada en el producto.
Por el contrario, con los catalizadores usados en la presente
invención, el contenido de polisacárido es casi totalmente eliminado
y, al añadir el disolvente, se obtiene un precipitado de APG cuyo
lavado por filtración en un septo poroso requiere sólo una hora y
en el que otros componentes del producto de reacción bruto no
quedan englobados en el producto final, en el que sólo están
presenten cantidades mínimas.
Esta característica representa otra importante
ventaja del procedimiento de la presente invención: en efecto, el
líquido de lavado puede unirse a la fase líquida en la operación de
separación previa del APG del producto de reacción bruto; esta fase
líquida, que contiene exceso de alcohol, alquilmonosacáridos y
prácticamente todo el catalizador puede ser reciclada a la reacción
tras la evaporación del disolvente. Operando de esta forma, no es
necesaria la neutralización del catalizador ácido con bases que
debe realizarse en muchos de los procedimientos conocidos. La
pérdida de catalizador debida a su englobamiento en el APG es
extremadamente limitada: operando de forma continua, en condiciones
óptimas de precipitación y con el procedimiento en régimen, hay
pérdidas de catalizador del orden de 0,5 - 1 g por kg de producto
final.
Las ventajas mencionadas son particularmente
evidentes cuando la relación alcohol/monoscárido es baja; operar en
esas condiciones es obviamente deseable ya que permite reducir los
volúmenes de alcohol necesarios para la reacción, obteniéndose así
ventajas en términos de costes, seguridad de la operación (los
alcoholes son inflamables) y dimensiones globales de los reactores
utilizados. Además, como ya se ha mencionado más arriba, la alta
relación alcohol/monosacárido da lugar a la síntesis de APG con un
bajo valor medio de n, lo que limita el rango de productos a una
fracción de los posibles.
Además, cuando se lleva a cabo la destilación, el
uso del catalizador de la presente invención con respecto a otros
conocidos, permite una producción de APG en la que el contenido de
polisacárido está prácticamente eliminado.
Se cargan en un matraz de 2 litros equipado con
un agitador, termómetro y destilador en su cabeza, 800 g de LIAL
123® (4,12 moles; LIAL 123® es una mezcla de oxoalcoholes
C_{12}-C_{13} lineales y ramificados con un peso
molecular medio de 194) y 408 g de glucosa monohidrato (2,06
moles); la relación molar alcohol/glucosa es 2.
Se calienta la masa de reacción a 115ºC y
posteriormente, tras separar el agua de la reacción, se añade 3,6 g
(0,0078 moles) de DABS; la relación molar catalizador/glucosa es
0,0038.
Se conecta el matraz de la reacción a una bomba
de vacío que mantenga la presión interna del sistema aproximadamente
en 3,33 kPa (25 mmHg). La reacción procede, a una temperatura
constante (115ºC) y en vacío hasta la completa conversión de la
glucosa (aproximadamente 6 horas); el agua que se forma en la
reacción se envía a un colector mantenido a unos -80ºC.
El producto final que se obtiene es una masa muy
viscosa con un contenido de poliglucosa del 7%, determinado por
cromatografía líquida de alta presión (HPLC).
La reacción se lleva a cabo operando como se ha
descrito en el Ejemplo 1 pero usando 6,9 g (0,015 moles) de DABS
como catalizador; la relación molar catalizador/glucosa es 0,0073.
El tiempo de reacción, determinado por la conversión completa de la
glucosa, es de unas 5 horas.
El producto final obtenido es una masa
ligeramente viscosa con un contenido de poliglucosa del 6%,
determinado por cromatografía líquida de alta presión (HPLC).
Se cargan en un matraz de 2 litros equipado con
un agitador, termómetro y destilador en la cabeza, 800 g de ALCHEM
123® (4,12 moles; ALCHEM 123® es una mezcla de oxoalcoholes
C_{12}-C_{13} lineales, con un peso molecular
medio de 194) y 408 g de glucosa monohidrato (2,06 moles); la
relación molar alcohol/glucosa es 2.
Se calienta la masa de reacción a 115ºC y
posteriormente, tras separar el agua de la reacción, se añade 6,9 g
(0,015 moles) de DABS; la relación molar catalizador/glucosa es
0,0073.
Se conecta el matraz de reacción a una bomba de
vacío que mantenga la presión interna del sistema aproximadamente
en 3,33 kPa (25 mm/Hg). La reacción procede, a una temperatura
constante (115ºC) y en vacío hasta la completa conversión de la
glucosa (aproximadamente 5 horas); el agua que se forma en la
reacción se envía a un colector mantenido a unos -80ºC.
El producto final que se obtiene es una masa
ligera, semisólida a la temperatura ambiente, con un contenido de
poliglucosa del 5%, determinado por cromatografía líquida de alta
presión (HPLC).
(Comparativo)
La reacción se lleva a cabo operando como se
describe en el Ejemplo 1 pero usando 1,48 g de ácido
paratoluensulfónico monohidrato como catalizador (0,0078 moles); la
relación molar catalizador/glucosa es 0,0038. El tiempo de reacción,
determinado por la conversión completa de la glucosa, es de unas 4
horas.
El producto final es una masa viscosa de color
ámbar con un contenido de poliglucosa del 15%, determinado por
cromatografía líquida de alta presión (HPLC).
(Comparativo)
La reacción se lleva a cabo operando como se
describe en el Ejemplo 2 pero usando 2,85 g de ácido
paratoluensulfónico monohidrato como catalizador (0,015 moles); la
relación molar catalizador/glucosa es 0,0073. El tiempo de reacción,
determinado por la conversión completa de la glucosa, es de unas 3
horas.
El producto final es una masa viscosa de color
ámbar con un contenido de poliglucosa del 25%, determinado por
cromatografía líquida de alta presión (HPLC).
(Comparativo)
La reacción se lleva a cabo operando como se
describe en el Ejemplo 3 pero usando 1,48 g de ácido
paratoluensulfónico monohidrato como catalizador (0,0078 moles); la
relación molar catalizador/glucosa es 0,0073. El tiempo de reacción,
determinado por la conversión completa de la glucosa, es de unas 3
horas.
El producto final es una masa viscosa gelatinosa
ligera con un contenido de poliglucosa del 10%, determinado por
cromatografía líquida de alta presión (HPLC).
Claims (15)
1. Procedimiento para la síntesis de
alquilpoliglucósidos que presenta la siguiente fórmula general
(I):
(I)H-(G)_{n}-O-R
en la
que
- -
- R representa un radical alquilo, lineal o ramificado, saturado o insaturado, con un número de átomos de carbono que oscila entre 8 y 20.
- -
- G representa un radical resultante de la separación de una molécula de H_{2}O de un monosacárido, típicamente una hexosa de fórmula C_{6}H_{12}O_{6} o una pentosa con la fórmula C_{5}H_{10}O_{5};
- -
- n es un número entero entre 1 y 5;
comprendiendo dicho procedimiento la reacción de
un alcohol con un monosacárido, o su equivalente, que puede se un
alquilglucósido o un compuesto capaz de generar el monosacárido
in situ, caracterizado porque dicha reacción se lleva
a cabo en presencia de un catalizador que consiste en un ácido
polialquilarilsulfónico estéricamente impedido o una mezcla de
ácidos polialquilarilsulfónicos estéricamente impedidos;
seleccionándose dichos ácidos polialquilarilsulfónicos de entre
aquellos que tienen al menos un grupo alquilo, lineal o ramificado,
con un número de átomos de carbono que varía entre 10 y 15, en
posición orto con respecto al grupo sulfónico
(SO_{3}H).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que los ácidos polialquilarilsulfónicos se seleccionan de entre los
obtenidos por sulfonación, usando SO_{3} gaseoso en un reactor de
flujo, de alquilatos pesados, lineales o ramificados, presentes en
el residuo de destilación procedente de la síntesis de
monoalquilbencenos lineales llevada a cabo partiendo de olefinas y/o
cloroparafinas en presencia de exceso de benceno y de un
catalizador Friedel-Crafts.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, en el que los ácidos polialquilsulfónicos, que pueden usarse
aisladamente o mezclados entre sí, se seleccionan de entre los
obtenidos por sulfonación del residuo de la destilación de la
síntesis de alquilbenceno lineal, a partir de benceno y olefinas,
habiéndose obtenido las olefinas por deshidrogenación de
n-parafinas y este residuo contiene:
- -
- polialquilbencenos (\geq 80% molar) de fórmula general C_{n}H_{2n-6}, en la que n representa un número entero comprendido entre 16 y 45;
- -
- dialquilbencenos (\geq 60% molar) de fórmula general C_{n}H_{2n-6}, en la que n representa un número entero comprendido entre 20 y 33.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1, 2
ó 3, en el que los ácidos polialquilarilsulfónicos se definen por la
siguiente fórmula molecular:
C_{n}H_{2n-7}SO_{3}H
en la que n representa un número entero
comprendido entre 16 y
45,
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1, 2
y 3, en el que los ácidos polialquilarilsulfónicos se definen por la
siguiente fórmula molecular (II):
en la
que:
- -
- R_{1} representa un grupo alquilo C_{10}-C_{15}, lineal o ramificado, saturado o insaturado,
- -
- R_{2} representa un grupo alquilo C_{1}-C_{15}, lineal o ramificado, saturado o insaturado, en posición orto (posición 3 del anillo benceno), meta (posición 4 ó 6 del anillo benceno) o para (posición 5 del anillo benceno) con respecto al sustituyente R_{1}, y
- -
- R_{3} y R_{4}, iguales o diferentes, representan un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo, lineal o ramificado, saturado o insaturado, con un número de átomos de carbono tal que la suma de los átomos de carbono de los sustituyentes R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4} es igual a (n-6), en la que n representa un número entero comprendido entre 16 y 45.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que el catalizador consiste en una mezcla de ácidos
dialquilbencensulfónicos obtenidos según la reivindicación 3.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la relación entre un monosacárido, o su equivalente, y un
alcohol se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 110 y
115ºC, en vacío, con eliminación continua del agua formada.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que los monosacáridos se seleccionan de entre glucosa, manosa,
galactosa, arabinosa, xilosa, ribosa, etc.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el
que el monosacárido es glucosa.
10. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el compuesto equivalente del monosacárido se selecciona de
entre alquilglucósidos o alcoholes de cadena corta, tal como
butilglucósido, y azúcares o sacáridos de cadena larga, tal como
almidón, maltosa, sacarosa y lactosa que, en las condiciones de la
reacción, pueden ser hidrolizados a monosacáridos.
11. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que los alcoholes se seleccionan de entre alcoholes monohídricos
primarios o secundarios, lineales o ramificados, saturados o
insaturados, que contienen de 8 a 20 átomos de carbono, y sus
mezclas.
12. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la relación molar entre el alcohol y el monosacárido está
comprendida entre 1 y 7.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que la relación molar entre el alcohol y el monosacárido está
comprendida entre 1,5 y 3,3.
14. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el catalizador se usa en una cantidad que oscila entre 0,001
y 0,1 moles por mol de monosacárido o su equivalente.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, en
el que el catalizador se usa en una cantidad que oscila entre 0,001
y 0,01 moles por mol de monosacárido o su equivalente.
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