ES2553854T3 - Nuevos ésteres de poliglicerol y su uso - Google Patents

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Abstract

Éster parcial de poliglicerol que tiene la estructura de Fórmula (I)**Fórmula** con R1, R2 y R3, independientes entre sí, iguales o diferentes, se seleccionan del grupo que consiste en -OH, -OR4, con R4 un radical acilo lineal, no sustituido, con una longitud de cadena de 16 a 22 átomos de carbono con la condición de que los ácidos grasos obtenidos a partir del radical acilo mediante saponificación tenga un índice de yodo menor que 50, un radical que tiene la estructura de Fórmula general (II)**Fórmula** con R5 un radical que tiene la estructura de Fórmula (I), siendo uno de R1, R2 y R3 un enlace directo al oxígeno del -OR5 y siendo X un residuo orgánico bivalente con 2 a 34 átomos de carbono y -OR5, con R5 como antes, en donde cada una de las moléculas del éster parcial de poliglicerol comprende al menos uno de cada uno de -OR5 y un radical que tiene la estructura de Fórmula (II), con la condición de que el éster parcial de poliglicerol comprenda un valor de HLB de 2 a 10 y de que el poliglicerol obtenido por hidrólisis o alcoholisis del éster parcial de poliglicerol comprenda un grado medio de polimerización de 2 a 8 y al menos 1% del poliglicerol comprenda estructuras cíclicas, caracterizado por que la relación molar de componente ácido monocarboxílico a componente ácido dicarboxílico sea 2-20.

Description

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DESCRIPCION
Nuevos esteres de poliglicerol y su uso Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a esteres parciales de poliglicerol de acidos carboxflicos lineales no sustituidos y acidos carboxflicos bifuncionales, con la condicion de que el ester parcial de poliglicerol comprenda un valor HLB de 2 a 10 y de que el poliglicerol obtenido por hidrolisis o alcoholisis del ester parcial de poliglicerol comprenda un grado medio de polimerizacion de 2 a 8 y al menos 1% del poliglicerol comprenda estructuras dclicas, caracterizado por que la relacion molar de componente acido monocarboxflico a componente acido dicarboxflico es 2 a 20. La presente invencion se refiere tambien a la preparacion de los mismos y a su uso en productos para el cuidado de tejidos y textiles.
Antecedentes de la invencion
Esteres de poliglicerol de mezclas de acidos carboxflicos monofuncionales y bifuncionales son conocidos per se:
El documento US2284127 describe esteres de poliglicerol que pueden obtenerse por esterificacion de 3 a 15 partes de un acido dicarboxflico, 20 a 40 partes de poliglicerol y 45 a 75 partes de determinados acidos grasos y el uso de los mismos como un emulsionante y agente humectante.
El documento US6242499 describe esteres parciales de poliglicerol que comprenden el producto de esterificacion de una mezcla de poliglicerol; acidos grasos que tienen 12-22 atomos de carbono, saturados o insaturados, lineales o ramificados; y acidos dfmeros obtenidos mediante dimerizacion de acidos grasos a partir de aceites vegetales que tienen una funcionalidad media de 2 a 2,4, en donde el grado general de esterificacion de la mezcla de poliglicerol es de entre 30% y 75%, y en donde el grado de esterificacion de la mezcla de poliglicerol con los acidos dfmeros es entre 5% y 50%, la preparacion de estos esteres parciales de poliglicerol y su uso como emulsionantes de W/O (de agua en aceite) en preparados cosmeticos o farmaceuticos y como auxiliares para dispersar micropigmentos inorganicos en dispersiones en aceite.
El documento US20050031580 describe esteres parciales de poliglicerol de acido polihidroxiestearico y acidos carboxflicos polifuncionales que se pueden obtener mediante esterificacion de una mezcla de poliglicerol con acido polihidroxiestearico y acidos grasos dfmeros, siendo el grado de esterificacion de la mezcla de poliglicerol entre 20 y 75% y su uso como emulsionantes de W/O en preparados cosmeticos o farmaceuticos y como agentes auxiliares para la dispersion de micropigmentos inorganicos en dispersiones en aceite.
Sin embargo, las propiedades suavizantes de tejidos de los esteres de poliglicerol descritos en estos documentos no son utilizables.
Se conocen diversos usos para los esteres de poliglicerol ("PGEs"). Veanse, por ejemplo, los documentos US 4.214.038 y US 2006/0276370. Los PGEs son esteres tfpicamente obtenidos por reaccion de poliglicerol y un acido graso. Los poligliceroles pueden prepararse a partir de glicerol tal como se describe en la bibliograffa, por ejemplo, tal como se describe en el documento US 6.620.904. En general, la oligomerizacion de la unidad de glicerol es una reaccion intermolecular entre dos moleculas de glicerol para formar un diglicerol. Dos de estos oligomeros tambien se pueden hacer reaccionar juntos, o un oligomero se puede hacer reaccionar con un glicerol adicional para formar oligomeros aun mas superiores. Los poligliceroles se pueden convertir en esteres de poliglicerol mediante tecnicas de esterificacion tfpicas, por ejemplo mediante la reaccion con acidos grasos, cloruros de acidos grasos, y similares. Los acidos grasos utilizados en la esterificacion pueden ser una mezcla de longitudes de cadena de acidos grasos tales como, por ejemplo, las mezclas de acidos grasos derivados de aceite de coco o de sebo. Los acidos grasos pueden ser saturados o insaturados, y pueden contener de aproximadamente 12 a aproximadamente 22 atomos de carbono, o de aproximadamente 10 a 22 atomos de carbono. Las mezclas de acidos grasos derivados de grasas y aceites naturales tales como, por ejemplo, aceite de colza, aceite de cacahuete, manteca de cerdo, sebo, aceite de coco, aceite de soja, pueden ser convertidas en una forma saturada por hidrogenacion, entendiendose facilmente este tipo de procedimientos por un experto ordinario en la tecnica.
Composiciones para el tratamiento de tejidos de consumo se formulan a menudo para proporcionar un tacto mejorado del tejido. Composiciones de este tipo se pueden formular, por ejemplo, como composiciones suavizantes lfquidas, hojas para la secadora o formulaciones de detergentes. Desafortunadamente, dependiendo del tipo de suavizante activo utilizado, composiciones suavizantes existentes de tejidos pueden adolecer de una diversidad de desventajas. Por ejemplo, los ingredientes activos utilizados en la actualidad pueden ser excesivamente costosos, pueden impartir una sensacion grasienta a los textiles y, en algunos casos, pueden hacer que la tela tratada se vuelva hidrofoba. Ademas, algunos agentes suavizantes tales como compuestos de amonio cuaternario pueden ser
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diffciles de formular, en particular puede producirse una floculacion/precipitacion cuando se combina con tensioactivos anionicos.
Ademas, existe una necesidad de agentes suavizantes de tejidos que se puede utilizar en formulaciones con bajo contenido en agua o compactadas, en contraposition a agentes suavizantes de tejidos actualmente utilizados que pueden ser diffciles de formular como composiciones con bajo contenido en agua.
El documento DE102006033845 A1 describe el uso de esteres parciales de poliglicerol de acidos polihidroxiestearicos como emulsionantes de agua en aceite en la production de dispersiones estables de agua en aceite o polimeros de peso molecular ultra-elevado mediante polimerizacion en emulsion inversa.
El uso de esteres de poliglicerol en aplicaciones suavizantes de tejidos se ha descrito, por ejemplo, en el documento JP3886310 que reivindica un agente suavizante de fibras que comprende una mezcla de ester de poliglicerol de acidos grasos y ester de acido graso de sacarosa.
Todavia existe una creciente demanda de sustancias suavizantes de tejidos que se pueden producir facilmente en base a fuentes renovables y que proporcionan un excelente tacto al tejido.
Era un objeto de la invention proporcionar sustancias suavizantes de tejidos de este tipo.
Description de la invention
Se ha encontrado ahora, sorprendentemente, que los nuevos esteres parciales de poliglicerol de la revindication 1, cumplen los requisitos.
Por lo tanto, la presente invencion se refiere a ester parcial de poliglicerol que tiene la estructura de Formula (I)
R2
imagen1
R1 R3 m
Formula (I)
con R1, R2 y R3, independientes entre si, iguales o diferentes, se seleccionan del grupo que consiste en
-OH,
-OR4, con R4 un radical acilo lineal, no sustituido, con una longitud de cadena de 16 a 22 atomos de carbono con la condition de que los acidos monocarboxflicos obtenidos a partir del radical acilo mediante saponification tenga un mdice de yodo menor que 50, un radical que tiene la estructura de Formula general (II)
imagen2
imagen3
Formula (II)
con R5 un radical que tiene la estructura de Formula (I), siendo uno de R1, R2 y R3 un enlace directo al oxigeno del -OR5 y siendo X un residuo organico bivalente con 2 a 34 atomos de carbono y -OR5, con R5 como antes,
en donde cada una de las moleculas del ester parcial de poliglicerol comprende al menos uno de cada uno de -OR5 y un radical que tiene la estructura de Formula (II),
con la condicion de que el ester parcial de poliglicerol comprenda un valor de HLB de 2 a 10 y
de que el poliglicerol obtenido por hidrolisis o alcoholisis del ester parcial de poliglicerol comprenda un grado medio
de polimerizacion de 2 a 8 y al menos 1% del poliglicerol comprenda estructuras dclicas,
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caracterizado por que la relacion molar de componente acido monocarbox^lico a componente acido dicarboxflico sea 2-20.
La invencion se refiere, ademas, a metodos para preparar los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion.
Una ventaja de la presente invencion es que los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion tienen excelentes propiedades emulsionantes.
Una ventaja adicional de la presente invencion es que la formulacion que comprende los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion es estable a alta temperature.
Todavfa una ventaja adicional de la presente invencion es que los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion tienen un efecto de aumento de la viscosidad en las formulaciones.
Todavfa una ventaja adicional de la presente invencion es que los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion tienen una deposicion mejorada en presencia de un tensioactivo anionico.
Otra ventaja es que los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion son biodegradables y tienen una baja toxicidad humana y ambiental.
Todavfa otra ventaja es que los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion son estables a pH neutro, lo que permite la formulacion con material que no es estable a pH bajo tales como enzimas y determinados perfumes.
Otra ventaja es que los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion proporcionan un control estatico mejorado sobre otros suavizantes no ionicos.
La persona experta en la tecnica reconocera que esteres de poliglicerol, debido a su naturaleza polimerica y debido a los metodos por los que se preparan, son mezclas estadfsticas de diferentes estructuras.
Por lo tanto, una molecula de poliglicerol puede comprender enlaces eter entre dos posiciones primarias, posicion una primaria y una secundaria, o dos posiciones secundarias de las unidades de monomero de glicerol. Tambien pueden estar presentes estructuras dclicas que comprenden uno o mas ciclos. Para tetraglicerol y oligomeros superiores, pueden estar presentes estructuras ramificadas que comprenden al menos una unidad de monomero de glicerol enlazada a tres unidades de monomero de glicerol adicionales a traves de un enlace eter. Una mezcla de poliglicerol puede contener diferentes oligomeros e isomeros de los mismos, y puede caracterizarse por la distribucion de oligomeros, es decir, la proporcion de estructuras de mono-, di-, tri-glicerol en la mezcla. Esta distribucion puede, por ejemplo, determinarse mediante cromatograffa de gases de alta temperatura de la mezcla de poliglicerol despues de la derivatizacion. La smtesis de isomeros de oligoglicerol individuales se describe en "Original synthesis of linear, branched and cyclic oligoglycerol standards", Cassel et al., Eur. J. Org. Chem. 2001, 875-896.
Adicionalmente, la esterificacion de mezclas de poliglicerol resulta tfpicamente en una distribucion de poliglicerol no esterificado, monoester, diester, triester, etc., en donde el grado medio de esterificacion se determina por la relacion de acido graso (o su derivado) a poliglicerol utilizado en la smtesis. Si se utiliza una mezcla de diferentes acidos grasos para la esterificacion, mas de un residuo de acidos grasos igual o diferente pueden estar enlazado a una molecula a traves de un enlace ester.
La esterificacion adicional con acidos dicarboxflicos resulta en una oligomerizacion o reticulacion de las sub- estructuras de ester de poliglicerol. Los oligomeros o polfmeros, asf formados, pueden ser poliesteres lineales de la estructura general A(BA)n o B(AB)n, en donde A es un poliglicerol o un resto de ester de acido graso de poliglicerol, y B es un resto de acido dicarboxflico, pero tambien puede comprender estructuras ramificadas o multi-ramificadas. El grado medio de polimerizacion del poliester se determina mediante la relacion de ester de acido graso de poliglicerol y acido dicarboxflico (o su derivado) en el proceso de esterificacion.
Para la presente invencion es esencial que el valor del balance hidrofilo-lipofilo (valor de HLB) del ester parcial de poliglicerol sea entre 2 y 10. El valor HLB es una medida del grado en que la molecula es hidrofila o lipofila, determinado mediante el calculo de los valores para las diferentes regiones de la molecula. Para el fin de la presente invencion, el valor HLB de los esteres parciales de poliglicerol se calcula como sigue:
HLB = (mp / (mp+ma)) * 20,
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en donde mp es la masa de poliglicerol, y ma es la masa de la mezcla de acidos carboxflicos (que comprende acido monocarbox^lico y dicarboxflico) utilizados en la smtesis del ester poliglicerol. Por ejemplo, la esterificacion de 100 g de poliglicerol con 90 g de acido monocarboxflico y 10 g de acido dicarboxflico se traducina en un HLB de (100 g / (90 g + 10 g + 100 g)) * 20 = 10, independiente del grado de polimerizacion del poliglicerol y del tipo de acidos carboxflicos utilizado.
Para la presente invencion es esencial que la cadena principal del ester parcial de poliglicerol comprenda un grado medio de polimerizacion de 2 a 8, preferiblemente de 2,5 a 6, de manera particularmente preferida de 3 a 4,5.
Un metodo adecuado para determinar la distribucion de oligomeros del poliglicerol en un ester parcial de poliglicerol dado comprende la hidrolisis o alcoholisis del ester parcial, la separacion del poliglicerol resultante de los compuestos de acido carboxflico formados, y el analisis por cromatograffa de gases despues de la derivatizacion.
Para este proposito, 0,6 g de ester de poliglicerol se somete a reflujo en 25 ml de KOH etanolico 0,5 N durante 30 minutos y se ajusta a pH 2-3 con acido sulfurico. Los acidos grasos se separan por extraccion triple con un volumen equivalente de eter de petroleo. Los extractos reunidos se evaporan hasta un volumen de aprox. 10 ml. Una parte alrouota de 0,5 ml se transfiere a un vial de automuestreador y se analiza mediante GC despues de la adicion de 0,5 ml de MTBE y 1 ml de disolucion de TMPAH (hidroxido de trimetilanilinio en mehanol) como agente de derivatizacion.
El analisis por GC de los acidos grasos se lleva a cabo con un cromatografo de gases equipado con inyector de division / sin division, columna capilar y un detector de ionizacion de llama.
Condiciones:
Inyector:
Volumen de inyeccion: Columna:
Gas portador:
Temp. prog:
(acondicionamiento)
Detector:
290 °C, division 30 ml 1 |jl
30 m * 0,32 mm HP1 0,25 jm helio, presion de la cabeza 70 kPa 80 °C - 300 °C con 8 °C/min;
FID a 320 °C
hidrogeno 35 ml/min
aire 240 ml/min
gas de constitucion 35 ml/min
Aplicando estas condiciones, los esteres metflicos de acidos grasos se separan de acuerdo con su longitud de cadena de alquilo.
El contenido relativo de los acidos grasos individuales (distribucion de la longitud de cadena) se evalua mediante el porcentaje del area del pico. El residuo despues de la extraccion con eter de petroleo se ajusta a pH 7-8 mediante la adicion de disolucion de hidroxido de bario. El precipitado de sulfato de bario se separa mediante centrifugacion. El sobrenadante se separa y el residuo se extrae tres veces con 20 ml de etanol. Los sobrenadantes reunidos se evaporan a 80 °C / 50 mbar. El residuo se disuelve en piridina. 500 jl de la disolucion se transfieren a un vial de automuestreador y se anade 1 ml de MSTFA (N-metil-N-trifluoroacetamida). El vial se cierra y se calienta a 80 °C durante 30 minutos.
El analisis por GC del componente de poliglicerol (como su derivado trimetilsililo) se lleva a cabo con un cromatografo de gas-lfquido equipado con un inyector en columna y detector FID.
Condiciones:
Inyector:
Volumen de inyeccion:
Gas portador:
Columna:
(Varian)
Programa de temperatura: Detector (FID):
en columna, bandeja de horno 0,1 jl
3 ml/min de hidrogeno (flujo constante) SimDist 12 m x 0,32 mm x 0,1 jm
65 °C -365 °C, 10 °C/min 375 °C
En estas condiciones, los poligliceroles se separan de acuerdo con su grado de polimerizacion. Adicionalmente, los isomeros dclicos se separan de los lineales hasta un grado de polimerizacion de cuatro.
Las areas de los picos de los oligomeros individuales estan separadas por una perpendicular aplicada en el punto mas bajo del valle de pico en el medio.
Dado que la resolution de oligomeros superiores a hexaglicerol es deficiente, picos de heptaglicerol y oligomeros superiores se resumen como "heptaglicerol y superior" y se tratan como heptaglicerol con el fin de calculo del mdice de polidispersidad. Tambien, para el calculo del mdice de polidispersidad, se resumen isomeros lineales y dclicos.
La relation relativa de los oligomeros de poliglicerol individuales e isomeros se calcula a partir del area del pico de la 5 GC obtenido como se describe.
Por supuesto, los analisis por GC descritos del componente de acido graso y el componente de poliglicerol tambien se pueden realizar en las materias primas que se han utilizado para la preparation de los esteres de poliglicerol de acuerdo con la invention.
El poliglicerol, dependiendo de su modo de preparacion, puede comprender diferentes porcentajes de estructuras 10 dclicas. Una vision general de algunas estructuras dclicas presentes en mezclas de poliglicerol comerciales se da
en "Original synthesis of linear, branched and cyclic oligoglycerol standards", Cassel et al., Eur. J. Org. Chem. 2001, 875-896. Para los esteres parciales de poliglicerol es esencial que el poliglicerol en la cadena principal del poliglicerol del ester parcial comprenda al menos 1%, preferiblemente al menos 2% e incluso mas preferiblemente al menos 3% de estructuras dclicas.
15 Los porcentajes dados no son ni porcentajes en peso ni en moles, sino que se determinan por el metodo GC descrito anteriormente y se basan en la cantidad de todo el poliglicerol.
Es ventajoso que los esteres parciales de poliglicerol comprendan una cadena principal de poliglicerol en que el poliglicerol comprende un mdice de polidispersidad mayor que 0,6, preferiblemente mayor que 1,0, de manera particularmente preferida mayor que 1,2.
20 Para el fin de la presente invencion, el mdice de polidispersidad se calcula como
< n >| -xt ,
en donde ni es el grado de polimerizacion del oligomero individual i, <n> es el grado medio de polimerizacion de la mezcla de poliglicerol, y xi es la proportion del oligomero i en la mezcla de poliglicerol tal como se determina por el metodo de GC descrito anteriormente. Para este calculo, el grado medio de polimerizacion <n> se calcula a partir del 25 mdice de hidroxilo (OHV, en mg KOH/g) de acuerdo con la formula
<n> = (112200 - 18 * OHV) / (74 * OHV - 56100).
Los radicales R5 en el ester parcial de poliglicerol pueden ser los mismos o diferentes dentro de una molecula, preferiblemente son diferentes.
Es obvio, que el residuo -OR4 se determina por el acido monocarboxflico HOR4 utilizado en la reaction de 30 esterification para preparar el ester parcial de poliglicerol. Residuos preferidos -OR4 se derivan, por consiguiente, de los acidos seleccionados del grupo que consiste en acido palmrtico, acido estearico, acido araqddico y acido behenico. Se pueden utilizar, tambien, mezclas de diferentes acidos, especialmente mezclas tecnicas tales como, por ejemplo, acidos grasos de palma, acidos grasos de almendra de palma, acidos grasos de coco, acidos grasos de soja, acidos grasos de sebo, acidos grasos de semilla de colza, acidos grasos de semilla de colza con alto contenido 35 en erucico total o parcialmente hidrogenados, o fracciones destiladas de estos, siempre y cuando su mdice de yodo es menor que 50, preferiblemente menor que 30 y mas preferiblemente menor que 25. Dependiendo del grado de hidrogenacion y de la materia prima, estas mezclas tecnicas pueden contener determinadas cantidades de acidos grasos insaturados que luego estan contenidos en el ester parcial de poliglicerol de acuerdo con la invencion. Ejemplos tfpicos de estos acidos grasos insaturados son el acido palmitoleico, acido oleico, acido elafdico, acido 40 erucico, acido linoleico y acido linolenico, en donde el acido oleico y el acido elafdico son los que se encuentran mas comunmente como constituyentes de mezclas de acidos grasos parcialmente hidrogenados. La cantidad de este subproducto se puede determinar por el mdice de yodo de los acidos grasos obtenidos a partir del radical acilo por saponification del ester parcial de poliglicerol. Es esencial para el ester parcial de poliglicerol de la presente invencion, que este mdice de yodo sea menor que 50, mas preferiblemente menor que 30 e incluso mas 45 preferiblemente de 1 a 25.
El mdice de yodo se puede determinar por la norma DIN 53241-1:1995-05.
Es tambien obvio, que el radical que tiene la estructura de Formula general (II) se deriva de un acido dicarboxflico que tiene la estructura de Formula general (Ilb).
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Formula (IIb)
En una realization preferida, el radical de formula (II) se deriva del grupo de los acidos dicarboxflicos conocidos como acidos grasos dimeros. Los acidos grasos dimeros empleados son una mezcla de acidos dicarboxflicos aticlicos y ticlicos que se obtienen mediante una dimerization catalizada de acidos grasos insaturados que tienen 12 a 22 atomos de C y que tienen una funcionalidad media de 2 a 3, preferiblemente de aproximadamente 2. Tambien pueden comprender acidos grasos polimericos (trimericos y de mayor funcionalidad) en una cantidad menor. Los indices de acidez se encuentran en el intervalo de 150 a 290, preferiblemente de 190 a 200.
Los productos comercialmente disponibles tienen contenidos medios de monomeros de aproximadamente 7 a 15% en peso, contenidos de dimeros de aproximadamente 70 a 77% en peso y contenidos de poflmeros de aproximadamente 15 a 16% en peso. Los mismos se pueden ajustar a mayores contenidos de las funcionalidades particulares (mono, di, tri) mediante procesos de separation conocidos y/o a bajos contenidos de acidos grasos insaturados (indices bajos de yodo) mediante hidrogenacion. Information adicional se puede encontrar en las hojas de productos de los fabricantes tales como, por ejemplo, de Croda/Uniqema (Pripol®) y Arizona Chem. (Unidyme®, Century RTM.). Para la preparation y el uso de acidos dimeros y las propiedades fisicas y quimicas de los mismos, tambien se hace referencia a la publication "The Dimer Acids: The chemical and physical properties, reactions and applications", comp. E. C. Leonard; Humko Sheffield Chemical, 1975, Memphis, Tenn. El contenido de la referencia anteriormente mencionada se incorpora en esta memoria como referencia.
El uso de acidos dicarboxflicos de cadena relativamente corta en lugar de los acidos dimeros tales como acido succmico, acido maleico, acido fumarico, acido glutarico, acido adipico, acido pimelico, acido suberico, acido azelaico, acido sebacico y acido dodecanodioico, es particularmente adecuado para el uso previsto de acuerdo con la invention como suavizante de tejidos.
Son tambien adecuados acidos hidroxidicarboxflicos, tales como acido malico y acido tartarico.
Tambien son adecuados el acido dicarboxflico aromatico, en particular el acido ftalico, acido isoftalico y acido tereftalico. Los acidos alcanodicarboxflicos con 4 a 14 atomos de C son particularmente preferidos.
Esteres parciales de poliglicerol preferidos de acuerdo con la invencion se caracterizan, por lo tanto, porque X es un radical alquilo bivalente, lineal, con 2 a 12 atomos de carbono alquilo, no sustituido.
Tambien se prefieren los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion que tienen un peso molecular (peso molecular medio numerico Mn mediante cromatografia de permeation en gel) de al menos 2000 g/mol, preferiblemente de al menos 2400 g/mol, mas preferiblemente de al menos 2700 g/mol. Obviamente, el peso molecular del ester de poliglicerol se puede aumentar mediante el aumento del grado de polimerizacion del poliglicerol, del grado de esterification con acido o acidos monocarboxflicos, del grado de esterification con acido o acidos dicarboxflicos, o mas de uno de estos parametros al mismo tiempo.
Esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion se caracterizan por que la relation molar del componente de acido monocarboxflico al componente de acido dicarboxflico es de 2,5-10, mas preferiblemente 3-8.
Preferiblemente, esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion se caracterizan porque la relacion molar del componente de acido dicarboxflico a poliglicerol esta en el intervalo de 0,1 a 1,0, preferiblemente de 0,15 a 0,9, mas preferiblemente de 0,3 a 0,8.
Esteres parciales de poliglicerol preferidos de acuerdo con la invencion se caracterizan por que tienen un punto de fusion de al menos 25 °C, preferiblemente de al menos 35 °C, mas preferiblemente de al menos 38 °C e incluso mas preferiblemente de 38 °C a 75 °C.
Los esteres parciales de acuerdo con la presente invencion pueden obtenerse mediante un procedimiento de esterificacion de
a) una mezcla de poliglicerol que comprende un grado medio de polimerizacion de 2 a 8, preferiblemente de 2,5 a 6, de manera particularmente preferida de 3 a 4,5, y al menos 1% de estructuras ticlicas, con
b) al menos un acido monocarboxflico que comprende un acido carboxflico HOR4, con R4 un radical acilo lineal, no sustituido, con una longitud de cadena de 16 a 22 atomos de carbono, con la condition de que el acido carboxflico o mezcla de acidos carboxflicos tenga un mdice de yodo menor que 50, preferiblemente menor que 30, de manera particularmente preferida menor que 25,
c) al menos un acido dicarboxflico que tiene la estructura de Formula general (IIb)
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Formula (IIb)
con X un residuo organico bivalente con 2 a 34 atomos de carbono o mezclas de los mismos,
con la condition de que la relation en peso de mezcla de poliglicerol a la suma de acido monocarboxflico y acido dicarboxflico este en el intervalo de aproximadamente 0,11 a 1, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,11 a 0,67.
El mdice de yodo y el grado medio de polimerizacion se pueden determinar como se describe anteriormente.
Es obvio que en lugar de los acidos monocarboxflicos b) y los acidos dicarboxflicos c) se pueden utilizar derivados adecuados de los acidos carboxflicos tales como sus anhidridos, sus haluros y sus esteres, preferiblemente sus esteres con alcoholes de cadena corta tales como metanol o etanol, para obtener los esteres de poliglicerol de acuerdo con la invention.
El procedimiento de preparation de esteres parciales de poliglicerol puede ser en dos etapas que proceden de una manera conocida per se. Primero, en la etapa 1.) el poliglicerol se esterifica con al menos un acido carboxflico, en una segunda etapa 2.) se anade el al menos un acido dicarboxflico.
Puede ser beneficioso emplear un catalizador (por ejemplo hidroxidos o carbonatos de metales alcalinos; hidroxidos de metales alcalinoterreos; catalizadores de acidos sulfonicos tales como acido p-toluenosulfonico, acido metanosulfonico, acido trifluorometanosulfonico; oxidos de metales tales como oxido de zinc(II) u oxido de estano(II)) en el proceso de esterification, pero la reaction se puede realizar sin la adicion de un catalizador. La reaction de esterification se lleva a cabo tipicamente a temperaturas entre 160 y 270 °C, preferiblemente entre 180 y 250 °C. Un intervalo de presion adecuado para la reaccion es de aproximadamente 50 mbar a aproximadamente 1200 mbar, preferiblemente de aproximadamente 600 mbar a la presion ambiente. La presion mas baja aplicable esta limitada por la perdida de acidos carboxflicos a partir de la mezcla de reaccion por destilacion. Poligliceroles preferidos utilizados en el procedimiento para obtener el ester parcial de poliglicerol de acuerdo con la presente invencion comprenden un grado medio de polimerizacion de 2-8, preferiblemente 2,5-6, con particular preferencia 3-4,5.
El poliglicerol utilizado en el procedimiento de esterificacion descrito anteriormente se puede producir por varios metodos. Metodos adecuados para la production de poliglicerol incluyen la polimerizacion de glicidol (p. ej., con catalisis de base), polimerizacion de epiclorhidrina (p. ej., en presencia de cantidades equimolares de una base tales como NaOH), o policondensacion de glicerol.
El metodo preferido para el fin de esta invencion es la condensation de glicerol, en particular en presencia de cantidades cataflticas de base, preferiblemente NaOH o KOH. Condiciones de reaccion adecuadas incluyen temperaturas de 220-260 °C y presion reducida (20-800 mbar, preferiblemente 50-500 mbar) para facilitar la separation del agua de reaccion de la mezcla. El progreso de la reaccion de condensacion puede ser seguido mediante la medicion de mdice de refraction, viscosidad o el mdice de hidroxilo del producto de reaccion.
Un metodo particularmente preferido, que resulta en una polidispersidad mas amplia deseada del producto, comprende las etapas de
- hacer reaccionar glicerol en una reaccion de condensacion en presencia de una cantidad catafltica (0,2-5% en peso) de base a una temperatura de aproximadamente 220-260 °C a una presion entre 250 y 1000 mbar, al tiempo que se separa el agua de reaccion mediante destilacion hasta que la mezcla de reaccion contiene menos de 70% (preferiblemente menos de 60%) de glicerol
- continuar la reaccion de condensacion a una presion inferior entre 20 y 200 mbar, al tiempo que se separa agua de reaccion y glicerol mediante destilacion hasta que el mdice de hidroxilo de la mezcla de reaccion es menor que 1400 (preferiblemente menor que 1200), y
- opcionalmente neutralizar el catalizador con un acido.
Los acidos monocarboxflicos preferidos utilizados en el metodo de acuerdo con la invencion se seleccionan de entre el grupo que consiste en acido palmrtico, acido estearico, acido araquidico y acido behenico. Se pueden utilizar, tambien, mezclas de diferentes acidos especialmente mezclas tecnicas tales como las mezclas tecnicas de acidos grasos mencionados anteriormente que puede contener algunas cantidades de acidos grasos insaturados.
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Acidos dicarbox^licos preferidos de Formula general (IIb) en el metodo de acuerdo con la invencion son los acidos dfmeros arriba mencionados y acidos dicarboxflicos de cadena relativamente corta tales como acido succmico, acido maleico, acido fumarico, acido glutarico, acido adfpico, acido pimelico, acido suberico, acido azelaico, acido sebacico y acido dodecanodioico.
Acidos hidroxidicarbox^licos, tales como acido malico y acido tartarico, son tambien adecuados.
Tambien son adecuados acidos dicarbox^licos aromaticos, en particular acido ftalico, acido isoftalico y acido tereftalico. Los acidos alcanodicarboxflicos que tienen 4 a 14 atomos de C son particularmente preferidos para ser utilizados en el metodo de acuerdo con la invencion.
En un metodo preferido de acuerdo con la invencion, la relacion molar del componente b) al componente c) es 2-20, preferiblemente 2,5-10, mas preferiblemente 3-8.
Ademas, un metodo preferido de acuerdo con la invencion se caracteriza por que la relacion molar del componente de acido dicarboxflico a poliglicerol es 0,1-1,0, preferiblemente 0,15-0,9, mas preferiblemente 0,3-0,8.
Dado que los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la invencion son mas facilmente manipulables cuando se disuelven en un disolvente, una parte adicional de la invencion es un concentrado de ester parcial de poliglicerol en el que esta presente un disolvente que consiste en
A) al menos 50% en peso, preferiblemente al menos 60% en peso, incluso mas preferiblemente al menos 70% en peso de al menos un ester parcial de poliglicerol de acuerdo con la invencion,
B) hasta 50% en peso del disolvente y, opcionalmente,
C) 0,1% en peso a 5% en peso de un conservante, en el que el % en peso se refiere al peso total del concentrado y el % en peso de todos los componentes suman 100% en peso.
Preferiblemente, el disolvente esta presente en una cantidad de 0,1% en peso a 50% en peso, mas preferiblemente en una cantidad de 5% en peso a 50% en peso.
Disolventes adecuados son etanol, isopropanol, propilenglicol, 1,3-propanodiol, butilenglicol, pentilenglicol, aceites naturales tales como el aceite de coco, aceite de colza y similares.
Ejemplos:
Para mostrar el comportamiento superior del ester parcial de poliglicerol de acuerdo con la presente invencion se emplearon los siguientes ensayos para determinar las capacidades de reduccion de la energfa de extraccion (EER):
El ester parcial de poliglicerol de acuerdo con la presente invencion se emulsiona primero para obtener una concentracion final de 25% en peso de PGE, 5% en peso de cloruro de cetil-trimetilamonio (CTMAC) y 3,2% en peso de Tergitol TMN-6 (tensioactivo no ionico disponible de Dow Chemical). Si es necesario, la materia prima PGE se calento hasta justo por encima de su punto de fusion, luego se mezclo con el TMN-6 y se agito hasta que se mezclo de manera uniforme. Esta mezcla se anadio luego lentamente a un recipiente caldeado (temp. de fusion del PGE) que contema CTMAC y se mezclo con un mezclador de la parte de cabeza (IKA Labortechnik, modelo n° RWZODZM-N) a 1500 rpm hasta anadirtodo el PGE/TMN-6 y se obtuvo una emulsion blanca cremosa. Lentamente se anadio agua desionizada a la mezcla mientras se agitaba a 1500 rpm para obtener la concentracion final deseada. La mezcla se enfrio en un bano de hielo a temperatura ambiente.
El tejido utilizado para el presente metodo era un tejido de rizo blanco de 13 pulgadas x 13 pulgadas (33,0 cm x 33,0 cm), fabricado por Standard Textile. El nombre de marca es Eurotouch y se compone de algodon al 100%. El numero de producto universal es 63491624859. La direccion de correspondencia para Standard Textile es One Knollcrest Drive, Cincinnati, Ohio 45237.
Para llevar a cabo un metodo de recubrimiento de tejido de rizo de deposicion forzada estandar la emulsion de PGE descrita anteriormente se diluyo a la concentracion apropiada (0,3% basado en el peso) con agua desionizada. La emulsion diluida de PGE se anadio a un molde de vidrio de 13" x 15" (33,0 cm x 38,1 cm), de modo que es 1 vez el peso del tejido de rizo que se utiliza (~ 55 g dependiendo del tejido de rizo). El recipiente utilizado para medir la emulsion de PGE se enjuago con una cantidad igual de agua desionizada, y esta agua enjuagada se anadio al mismo molde. El molde se agito hasta que la disolucion aparecio homogenea. El lado de la etiqueta del tejido de rizo se coloco de forma plana en el molde. Los bordes que no encajaban en el molde se doblaron hacia el centro del tejido de rizo. El tejido de rizo se amontono y estrujo con ambas manos - distribuyendo el material uniformemente sobre el tejido de rizo. Todo material en exceso en el molde se empapo con el tejido de rizo. Los tejidos fueron secados por volteo durante 55 min sobre algodon/ajuste alto/cronometrado en seco con un secador Serie Kenmore
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80, Modelo 110.64832400. El molde se lavo entre las muestras con una toallita con alcohol. Las muestras de control se prepararon en consecuencia, pero en lugar de las emulsiones de PGE se utilizo agua totalmente desionizada.
Los procesos de medicion Phabrometer se llevaron a cabo como sigue:
Los siguientes procesos de medicion son para el Sistema para Evaluacion de Tejidos Fabrometer FES-2, fabricado por Nu Cybertek, Inc, Davis, California. Instrumento - Sistema para Evaluacion de Tejidos Fabrometer, FES-2, con el software version 1.1.3 de la evaluacion del tejido.
El peso circular que comprime el tejido de rizo durante el funcionamiento Fabrometer tema una masa de 1466 gramos. El peso comprende dos mitades identicas, cada una con un peso de 733 gramos. El tejido de rizo se empujo a traves de un anillo que tiene un diametro interior de 37,93 mm. Tanto el peso como el anillo se adquirieron de Nu Cybertek.
Antes de la medicion, los tejidos se cortaron con un colorante en drculos que tienen un diametro de 11,0 cm. Los tejidos teman que equilibrarse en una sala a temperatura constante (TC) durante 24 horas antes de la medicion. La temperatura ambiente TC es 70 °F (21,1 °C) con una humedad relativa de 50%. Entre cada una de las mediciones del tejido, la parte inferior del peso, el interior del anillo y la base en la que el anillo esta asentado se limpiaron con una toallita con alcohol con 70% de alcohol isopropilico y 30% de agua desionizada. Las toallitas con alcohol fueron adquiridos de VWR International. La direccion de VwR es 1310 Goshen Parkway, West Chester, PA 19380. El numero de catalogo es 21910-110. El peso y el anillo se dejaron secar completamente antes de la siguiente medicion. Una vez utilizada, una muestra del tejido no se puede volver a medir.
Para el analisis de los datos, todos los datos en bruto fueron exportados a Microsoft Excel 2007. Hay 108 puntos de datos en cada una de las curvas exportadas, pero solo se utilizan los 100 primeros. Cada una de las curvas se integra de 1 a 100 y la suma se resena como la "Energfa de extraccion" sin unidades. Para cada uno de los tratamientos de ensayo se evalua un mmimo de 6 repeticiones de tejido (muestreo del mayor numero posible de tejidos de rizo diferentes) y se calcula una muestra de la desviacion estandar. La "Reduccion de la Energfa de Extraccion" (EER) se obtiene por sustraccion de la energfa de extraccion media de las muestras de control (mmimo de 6) de la media de la energfa de extraccion de las muestras de tejido tratadas con los materiales de poliglicerol anteriormente descritos (mmimo de 6 por cada tratamiento).
Cuanto mayor sea el valor EER mas suave sera el tejido. Un valor de aproximadamente 7 a 9 representa un efecto de ablandamiento debil.
De acuerdo con el proceso anteriormente mencionado un suavizante de tejidos tfpicos tal como Downy alcanza un valor EER de aproximadamente 15.
Ejemplo Comparativo 1: Preparacion de [PGE 15] (FA ramificado).
El PGE del ejemplo comparativo 1 ("Comparativo 1") comprende un radical acilo R4 ramificado y se preparo como sigue:
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar al tiempo que se burbujeaba nitrogeno a traves de la mezcla. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de refraccion alcanzo 1,4920, la mezcla de reaccion se enfrio y se sometio a destilacion en pelmula delgada a una temperatura de 250 °C y una presion de 4 mbar.
El residuo de destilacion tema un mdice de hidroxilo de 1150 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 0,71 y contema 1,5% de poligliceroles dclicos.
54 g de este producto se hicieron reaccionar con 125,28 g de acido isoestearico (Emersol 847, Cognis) a una
temperatura de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno. Agua de la reaccion se destilo continuamente de
la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo <10 mg de KOH/g, 66,96 g de acido dfmero (Radiacid 0977, Oleon)
se anadieron a la mezcla de reaccion y se continuo la reaccion a un mdice de acidez de <3 mg de KOH/g.
Subsiguientemente, se detuvo la reaccion por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 118 mg de KOH/g
fndice de acidez: 2,4 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 159 mg de KOH/g
HLB (calculado): 4,4
Relacion molar de monoacido:diacido: 3,6 EER: 6,65
Ejemplo Comparativo 2: Preparacion de [PGE 16] (FA ramificado).
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El PGE del ejemplo comparativo 2 ("Comparativo 2") comprende un radical acilo R4 ramificado y se preparo como sigue:
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar al tiempo que se burbujeaba nitrogeno a traves de la mezcla. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de refraccion alcanzo 1,4920, la mezcla de reaccion se enfrio y se sometio a destilacion en pelmula delgada a una temperatura de 250 °C y una presion de 4 mbar.
El residuo de destilacion se mezclo con una cantidad igual (en peso) de un poliglicerol-6 comercial con un mdice de polidispersidad de 2,12.
La mezcla tema un mdice de hidroxilo de 1055 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 1,49 y contema 1,1% de poligliceroles dclicos.
54,7 g de esta mezcla se hicieron reaccionar con 76,8 g de acido isoestearico (Emersol 847, Cognis) y 14,1 g de
acido sebacico a una temperatura de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno. Agua de la reaccion se
destilo continuamente de la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo < 5 mg de KOH/g, 88,8 g de acido 12-
hidroestearico polimerizado se anadieron a la mezcla de reaccion y se continuo la reaccion a un mdice de acidez de
< 5 mg de KOH/g. Subsiguientemente, se detuvo la reaccion por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 144 mg de KOH/g
fndice de acidez: 3,9 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 175 mg de KOH/g
HLB (calculado): 4,4
Relacion molar de monoacido:diacido: 5,1 EER: 9,90
Ejemplo Comparativo 3: Preparacion de [PGE 3] (sin acido dicarboxflico).
El PGE del ejemplo comparativo 3 ("Comparativo 3") no comprende un radical que tiene la estructura de la Formula general (II) y se preparo como sigue:
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar al tiempo que se burbujeaba nitrogeno a traves de la mezcla. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de refraccion alcanzo 1,4920, la mezcla de reaccion se enfrio y se sometio a destilacion en pelmula delgada a una temperatura de 250 °C y una presion de 4 mbar.
El residuo de destilacion tema un mdice de hidroxilo de 1150 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 0,71 y contema 1,5% de poligliceroles dclicos.
240 g de este producto se hicieron reaccionar con 551,6 g de acido graso de sebo (C16/18) parcialmente
hidrogenado con un mdice de yodo de 20 a una temperatura de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno.
Agua de la reaccion se destilo continuamente de la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo < 1 mg de KOH/g, la
reaccion se detuvo por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 216 mg de KOH/g
fndice de acidez: 0,4 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 149 mg de KOH/g
HLB (calculado): 6,1
EER: 11,6
Ejemplo 1: Preparacion de [PGE 37]
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar, al tiempo que se burbujeaba nitrogeno a traves de la mezcla. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de refraccion alcanzo 1,4920, la mezcla de reaccion se enfrio y se sometio a destilacion en pelmula delgada a una temperatura de 250 °C y una presion de 4 mbar.
El residuo de destilacion tema un mdice de hidroxilo de 1150 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 0,71 y contema 1,5% de poligliceroles dclicos.
215,1 g de este producto se hicieron reaccionar con 494,3 g de acido graso de sebo (C16/18) parcialmente
hidrogenado con un mdice de yodo de 20 a una temperatura de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno.
Agua de la reaccion se destilo continuamente de la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo < 10 mg de KOH/g,
90,6 g de acido sebacico se anadieron a la mezcla de reaccion y se continuo la reaccion a un mdice de acidez de <
3 mg de KOH/g. Subsiguientemente, se detuvo la reaccion por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 112 mg de KOH/g
fndice de acidez: 2,1 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 201 mg de KOH/g
HLB (calculado): 5,4
Relacion molar monoacido/diacido: 4,0
EER: 22,2
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Ejemplo 2: Preparacion de [PGE 38]
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar, al tiempo que se burbujeaba nitrogeno a traves de la mezcla. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de refraccion alcanzo 1,4920, la mezcla de reaccion se enfrio y se sometio a destilacion en pelmula delgada a una temperatura de 250 °C y una presion de 4 mbar.
El residuo de destilacion tema un mdice de hidroxilo de 1150 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 0,71 y contema 1,5% de poligliceroles dclicos.
208 g de este producto se hicieron reaccionar con 478,1 g de acido graso de sebo (C16/18) parcialmente
hidrogenado con un mdice de yodo de 20 a una temperatura de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno.
Agua de la reaccion se destilo continuamente de la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo < 10 mg de KOH/g,
113,9 g de acido sebacico se anadieron a la mezcla de reaccion y se continuo la reaccion a un mdice de acidez por
debajo de 3 mg de KOH/g. Subsiguientemente, se detuvo la reaccion por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 91 mg de KOH/g
fndice de acidez: 1,7 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 219 mg de KOH/g
HLB (calculado): 5,2
Relacion molar monoacido/diacido: 3,1
EER: 14,6
Ejemplo 3: Preparacion de [PGE 39]
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar, al tiempo que se burbujeaba nitrogeno a traves de la mezcla. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de refraccion alcanzo 1,4920, la mezcla de reaccion se enfrio y se sometio a destilacion en pelmula delgada a una temperatura de 250 °C y una presion de 4 mbar.
El residuo de destilacion tema un mdice de hidroxilo de 1150 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 0,71 y contema 1,5% de poligliceroles dclicos.
204,3 g de este producto se hicieron reaccionar con 352,1 g de acido graso de sebo (C16/18) parcialmente
hidrogenado con un mdice de yodo de 20 a una temperatura de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno.
Agua de la reaccion se destilo continuamente de la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo < 10 mg de KOH/g,
243,6 g de acido dimerico (Radiacid 0977, Oleon) se anadieron a la mezcla de reaccion y se continuo la reaccion a
un mdice de acidez de < 3 mg de KOH/g. Subsiguientemente, se detuvo la reaccion por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 121 mg de KOH/g
fndice de acidez: 0,8 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 158 mg de KOH/g
HLB (calculado): 5,1
Relacion molar monoacido/diacido: 3,0
DP medio de poliglicerol: 3,2 (OHV 1150)
EER: 16,0
Ejemplo 4: Preparacion de [PGE 58]
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar, al tiempo que se burbujeaba nitrogeno. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de refraccion alcanzo 1,4828, la presion se redujo a 50 mbar y la reaccion de condensacion se continuo durante 2 h al tiempo que se destilaba glicerol del producto.
El producto tema un mdice de hidroxilo de 1120 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 1,39 y contema 6,9% de poligliceroles dclicos.
110,2 g de este producto se hicieron reaccionar con 443,3 g de acido graso de sebo (C16/18) parcialmente
hidrogenado con un mdice de yodo de 20 a una temperatura de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno.
Agua de la reaccion se destilo continuamente de la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo < 10 mg de KOH/g,
46,5 g de acido sebacico se anadieron a la mezcla de reaccion y se continuo la reaccion a un mdice de acidez de <
5 mg de KOH/g. Subsiguientemente, se detuvo la reaccion por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 19 mg de KOH/g
fndice de acidez: 4,5 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 207 mg de KOH/g
HLB (calculado): 3,7
Relacion molar monoacido/diacido: 7,0
EER: 24,3
Ejemplo 5: Preparacion de [PGE 59]
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar, al tiempo que se burbujeaba nitrogeno. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de
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15
20
25
30
35
40
45
50
55
refraccion alcanzo 1,4828, la presion se redujo a 50 mbar y la reaccion de condensacion se continuo durante 2 h al tiempo que se destilaba glicerol del producto.
El producto tema un mdice de hidroxilo de 1120 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 1,39 y contema 6,9% de poligliceroles dclicos.
123.2 g de este producto se hicieron reaccionar con 424,8 g de acido graso de sebo (C16/18) parcialmente hidrogenado con un mdice de yodo de 20 a una temperature de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno. Agua de la reaccion se destilo continuamente de la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo < 10 mg de KOH/g, 51,9 g de acido sebacico se anadieron a la mezcla de reaccion y se continuo la reaccion a un mdice de acidez de < 3 mg de KOH/g. Subsiguientemente, se detuvo la reaccion por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 41 mg de KOH/g
fndice de acidez: 1,4 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 206 mg de KOH/g
HLB (calculado): 4,1
Relacion molar monoacido/diacido: 6,0
EER: 18,6
Ejemplo 6: Preparacion de [PGE 60]
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar, al tiempo que se burbujeaba nitrogeno. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de refraccion alcanzo 1,4828, la presion se redujo a 50 mbar y la reaccion de condensacion se continuo durante 2 h al tiempo que se destilaba glicerol del producto.
El producto tema un mdice de hidroxilo de 1120 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 1,39 y contema 6,9% de poligliceroles dclicos.
120,1 g de este producto se hicieron reaccionar con 414,1 g de acido graso de sebo (C16/18) parcialmente
hidrogenado con un mdice de yodo de 20 a una temperatura de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno.
Agua de la reaccion se destilo continuamente de la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo < 10 mg de KOH/g,
65,8 g de acido sebacico se anadieron a la mezcla de reaccion y se continuo la reaccion a un mdice de acidez de <
3 mg de KOH/g. Subsiguientemente, se detuvo la reaccion por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 24 mg de KOH/g
fndice de acidez: 1,6 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 215 mg de KOH/g
HLB (calculado): 4,0
Relacion molar monoacido/diacido: 4,6
EER: 20,8
Ejemplo 7: Preparacion de [PGE 61]
500 g de glicerol y 2,5 g de hidroxido de potasio se calentaron a 240 °C a una presion de 400 mbar, al tiempo que se burbujeaba nitrogeno. El agua de reaccion se destilo continuamente de la mezcla de reaccion. Cuando el mdice de refraccion alcanzo 1,4828, la presion se redujo a 50 mbar y la reaccion de condensacion se continuo durante 2 h al tiempo que se destilaba glicerol del producto.
El producto tema un mdice de hidroxilo de 1120 mg de KOH/g, un mdice de polidispersidad de 1,39 y contema 6,9% de poligliceroles dclicos.
106.3 g de este producto se hicieron reaccionar con 366,3 g de acido graso de sebo (C16/18) parcialmente hidrogenado con un mdice de yodo de 20 a una temperatura de 240 °C, mientras que se burbujeaba con nitrogeno. Agua de la reaccion se destilo continuamente de la mezcla. Cuando el mdice de acidez alcanzo < 10 mg de KOH/g,
127.4 g de acido dimerico (Radiacid 0977, Oleon) se anadieron a la mezcla de reaccion y se continuo la reaccion a un mdice de acidez de < 3 mg de KOH/g. Subsiguientemente, se detuvo la reaccion por enfriamiento.
fndice de hidroxilo: 33 mg de KOH/g
fndice de acidez: 0,3 mg de KOH/g
fndice de saponificacion: 175 mg de KOH/g
HLB (calculado): 3,5
Relacion molar monoacido/diacido: 6,0
EER: 20,3
La siguiente tabla muestra el comportamiento superior de los esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la presente invencion en los metodos de ensayo descritos anteriormente:
PGE
EER
Comparativo 1
6,65
Comparativo 2
9,90
Comparativo 3
11,6
Ejemplo 1
22,2
Ejemplo 2
14,6
Ejemplo 3
16,0
Ejemplo 4
24,3
Ejemplo 5
18,6
Ejemplo 6
20,8
Ejemplo 7
20,3

Claims (7)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Ester parcial de poliglicerol que tiene la estructura de Formula (I)
    Formula (I)
    con R1, R2 y R3, independientes entre si, iguales o diferentes, se seleccionan del grupo que consiste en
    imagen1
    -OH,
    -OR4, con R4 un radical acilo lineal, no sustituido, con una longitud de cadena de 16 a 22 atomos de carbono con la condicion de que los acidos grasos obtenidos a partir del radical acilo mediante saponificacion tenga un mdice de yodo menor que 50, un radical que tiene la estructura de Formula general (II)
    imagen2
    imagen3
    Formula (II)
    con R5 un radical que tiene la estructura de Formula (I), siendo uno de R1, R2 y R3 un enlace directo al oxigeno del -OR5 y siendo X un residuo organico bivalente con 2 a 34 atomos de carbono y -OR5, con R5 como antes,
    en donde cada una de las moleculas del ester parcial de poliglicerol comprende al menos uno de cada uno de -OR5 y un radical que tiene la estructura de Formula (II),
    con la condicion de que el ester parcial de poliglicerol comprenda un valor de HLB de 2 a 10 y
    de que el poliglicerol obtenido por hidrolisis o alcoholisis del ester parcial de poliglicerol comprenda un grado medio
    de polimerizacion de 2 a 8 y al menos 1% del poliglicerol comprenda estructuras dclicas,
    caracterizado por que la relacion molar de componente acido monocarboxflico a componente acido dicarboxflico sea 2-20.
  2. 2. Ester parcial de poliglicerol de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que X es un radical alquilo bivalente, lineal, no sustituido con 2 a 12 atomos de carbono.
  3. 3. Ester parcial de poliglicerol de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por un peso molecular (Mn mediante GPC) de al menos 2000 g/mol.
  4. 4. Ester parcial de poliglicerol de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la relacion molar del componente acido dicarboxflico a poliglicerol es de 0,1 a 1,0.
  5. 5. Ester parcial de poliglicerol de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que tiene un punto de fusion de al menos 25 °C, preferiblemente de al menos 35 °C, mas preferiblemente de al menos 40 °C.
  6. 6. Un metodo para la preparacion de esteres parciales de poliglicerol de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende las etapas de
    1.) esterificacion de
    a) una mezcla de poliglicerol que comprende un grado medio de polimerizacion de 2 a 8, preferiblemente de 2,5 a 6, de manera particularmente preferida de 3 a 4,5, y al menos 1% de estructuras dclicas, con
    b) al menos un acido monocarboxflico que comprende un acido carboxflico HOR4, con R4 un radical acilo lineal, no sustituido, con una longitud de cadena de 16 a 22 atomos de carbono, con la condicion de que el acido carboxflico o mezcla de acidos carboxflicos tenga un mdice de yodo menor que 50, preferiblemente menor que 30, de manera particularmente preferida menor que 25,
    5 2.) adicion y esterificacion adicional con
    c) al menos un acido dicarboxflico que tiene la estructura de Formula general (IIb)
    o o
    imagen4
    Formula (IIb)
    con X un residuo organico bivalente con 2 a 34 atomos de carbono o mezclas de los mismos,
    10 con la condicion de que la relacion en peso de mezcla de poliglicerol a la suma de acido monocarboxflico y acido dicarboxflico este en el intervalo de aproximadamente 0,11 a 1.
  7. 7. Un concentrado de ester parcial de poliglicerol en el que esta presente un disolvente que consiste en A) al menos 50% en peso de al menos un ester parcial de poliglicerol de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4,
    15 B) hasta 50% en peso de un disolvente y, opcionalmente,
    C) 0,1% en peso a 5% en peso de un conservante, en el que el % en peso se refiere al peso total del concentrado y el % en peso de todos los componentes suman 100% en peso.
    20
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