在含水/羟基溶剂中制备N-烷基多羟基烷基胺的方法技术

胺，例如甲胺与物质，例如还原的糖在含水／羟基溶剂，例如水和／或甲醇中反应以制备Ｎ－烷基多羟基烷。此外，葡萄糖与甲胺反应，得到的加合物经加氢得到Ｎ－甲基葡萄胺。Ｎ－烷基多羟基胺可随后与脂肪酯反应得到用作洗涤表面活性剂的多羟基脂肪酸酰胺。于是，洗涤表面活性剂可从非石油化学母体，例如糖和糖源，例如玉米糖浆，和由各种脂肪和油得到的脂肪酸酯得到。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是1991年7月26日申请的美国专利系列No.07/736,172和1992年1月14日申请的美国专利系列No.07/820,712的部分继续申请。本专利技术涉及制备N-烷基多羟基烷基胺，尤其是具有低镍含量和优良的颜色和气味特性的N-烷基多羟基烷基胺的化学方法，本专利技术尤其涉及在镍催化剂存在下N-烷基胺与还原糖和氢气反应，以制备N-烷基多元醇，尤其是N-甲基葡糖胺，其用于，例如，制备它们的用作洗涤表面活性剂的脂肪酸酰胺衍生物。N-烷基多羟基烷基胺(N-烷基多羟基胺)，例如N-甲基葡糖胺的制备方法多年来是已知的，这些物质是工业上可得到的。然而，总的来说它们的用途有些受限制，这些物质相对较贵。近年来有必要将N-烷基多羟基胺用于，例如，与脂肪酸酯反应制备用于洗涤产物的脂肪酸多羟基酰胺洗涤表面活性剂。可以想象的是，N-烷基多羟基胺的成本仍然很高，这类脂肪酸多羟基酰胺表面活性剂的洗衣洗涤剂的应用将是不现实的。因此，人们不断寻求工业规模的制备N-烷基多羟基胺的快速的廉价的方法。此外，已确定必须注意以适合于与脂肪酸甲酯的后续反应的形式制备N-烷基多羟基胺，因为N-烷基多羟基胺被，例如，加氢催化剂，如拉内镍、未反应的糖、未反应的胺/糖加合物、水等等的污染会严重影响脂肪酸多羟基酰胺的形成。例如，棕黄反应会出现形成不需要的色体，也会出现形成各种不需要的付产物，例如环状物质和/或酯酰胺。在更坏的情况下，付产物的形成会很高，以致N-烷基多羟基胺与脂肪酸甲酯的所期望的反应基本全部停止，并形成黑色的难处理的焦油状产物。从N-烷基胺、糖和氢气在镍催化剂作用下制备N-烷基氨基多元醇是已知的方法，然而所生成的N-烷基氨多醇反应产物，例如N-甲基葡糖胺通常被镍催化剂污染和/或含有不期望的有气味的或有颜色的副产物。如果使用者在使用前能够提纯N-烷基氨基多元醇，则被镍催化剂或副产物的污染是可以容忍的，然而，多用量低成本的化学产品，例如洗涤表面活性剂的生产者不可能使用需要昂贵的提纯过程的原材料。例如，表面活性剂(包括多羟基脂肪酸酰胺，例如，N-甲基葡糖胺或N-甲基果糖胺的C10-C12脂肪酸酰胺)的生产者需要具有所需要的低色度、低气味及低镍含量的N-烷基氨基多元醇的来源。事实上，高质量的多羟基脂肪酸酰胺表面活性剂的生产者主要依赖于有一个高质量，低成本的N-烷基氨基多醇的来源。本专利技术解决了N-烷基氨基多元醇生产过程中出现的镍污染、气味和不期望的色体的问题，从而可以使用高质量的多羟基脂肪酸酰胺表面活性剂。此外，用于本专利技术的镍催化剂的催化活性经多级反应步骤依然很高，从而附带地节省了催化剂循环的基本成本。本专利技术提供了以高产率、低的色度形成、低的离子镍含量和/或以尤其适用于，例如，与脂肪酸酯的后续反应的形式，或适合于直接使用或以季铵化的形式作为阴离子使用的形式制备N-烷基多羟基胺，尤其是N-甲基葡糖胺的简单方法。许多年以前，人们研究从脂肪酸或其衍生物与N-烷基葡糖胺结合制备织物助剂或洗涤剂的方法，N-烷基葡糖胺由葡萄糖的还原胺化制备。葡萄糖还原胺化过程在1935年10月8日颁布的Flint等人的美国专利No.2,016,962中有较完全的描述。1934年12月23日颁布的Piggott的美国专利1,985,424描述了制备“织物助剂”的方法，其包括使在氢气和加氢催化剂存在下，在压力下加热葡萄糖和含水甲胺的产物(a)与有机羧酸(b)，例如硬脂酸或油酸反应。在约160℃制备的缩合产物被认为“如果不是仅仅的，主要地是一种酰胺”，被认定其结构式为R-CO-NR1-CH2-(CHOH)4-CH2OH，其中R是含有至少3个碳原子的烷基，R1是氢或烷基。1935年10月8日颁布的美国专利2,016,962描述了制备葡萄糖和有关化合物的方法，其包括，例如，在水存在下，在约100℃的温度下使葡萄糖、单乙胺和氢气反应。本专利技术提供了优于现有技术描述的方法的基本改善，尤其是涉及所生产的N-甲基葡萄糖胺的质量。1955年3月8日颁布的Schwartz的美国专利2,703,798宣称由脂肪酸或酸酐与γ-烷基葡糖胺反应(假设如Piggott描述的方法)制备的混合物具有差的颜色和差的洗涤性能。事实上化学上的原因是Piggott的过程形成了多于一种的化合物。Piggott没有尝试定量地证实他制备的化合物或混合物的结构。于是，Schwartz提出了与N-单烷基葡糖胺和脂肪酸的缩合产物的形成和不期望的颜色特征和洗涤性能有关的问题。Schwartz(‘798)报道了关于由脂肪酯(不同于脂肪酸或酐)与N-烷基葡糖胺反应进行的改进。尽管该方法可克服现有技术，例如Piggott的一种或另一种缺陷，但现在的结果是Schwartz方法仍然存在有困难，尤其，是其中Schwartz方法可形成化合物的络合混合物。反应将进行数小时，该方法不能得到高质量的产物。无论Piggott的方法或Schwartz的方法都已知的在工业实践上均未能得到成果。根据Schwartz的方法，约等摩尔比例的N-单烷基葡糖胺通过在140℃-230℃，优选在160℃～180℃下在常压、减压或高压下加热“稍微超过1小时”的时间可以与脂肪烷基酯反应，在这段时间内，两个最初不溶混的相溶解形成被认为是有用的洗涤剂的产物。合适的N-单烷基葡糖胺的实例是N-甲基葡糖胺、N-乙基葡糖胺、N-异丙基葡糖胺和N-丁基葡糖胺。合适的脂肪烷基酯的实例为C6-C30脂肪酸与脂族醇的反应产物，例如，十二烷基酸甲酯。马尼拉油混合的甘油酯或cochin椰子油的混合甘油酯也可用作脂肪酯。如果葡糖胺是N-甲基葡糖胺，与脂肪酯的相应产物的特征为“N-甲基葡糖胺脂肪酸酰胺”，它们是有用的洗涤剂表面活性剂。所报道的另一类特殊的混合物被认定为“N-异丙基葡糖胺子脂肪酸酰胺”。1961年7月25日颁布的Zech的美国专利2,993,887证实脂肪物质与N-甲基葡糖胺的反应存在着更多的复杂性。Zech尤其断定在Schwartz描述的范围内的高温反应(180℃-200℃)的产物具有环状结构，给出了不少于四种的可能的结构，参阅’887第1栏63行至第2栏31行。根据上述Schwartz的方法，Schwartz方法的产物能用于清洗硬表面。根据1959年2月18日公开的Thomas Hedley & Co.Ltd.(现为Procter & Gamble Ltd.)的英国专利809,060，结构式(I)化合物用作用于颗粒形式的洗衣洗涤剂的表面活性剂。Hildreth(上述)提到结构式(I)的化合物用于生物化学领域作为洗涤剂以溶解等离子膜，而1988年12月10日公开的EP-A-285768描述结构式(I)化合物用作增稠剂。因此，这些化合物或含有他们的混合物可以是十分需要的表面活性剂。制备含有结构式(I)化合物的组合物的另一个方法包括在上文提到的改善的增调剂的文献中，参阅EP-A-285,768。并参阅H Kelkeuberg，Tenside Surfactants Detergents 25(1988)8-13，尤其参阅制备N-烷基葡糖胺的过程的附加说明，该过程与上述提到的现有技术描述的N-烷基葡糖胺过程，与直接方法结合用于葡萄糖和脂肪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在非氧化条件下制备Ｎ－烷基氨基多元醇的方法，该方法使用预生成的加合物，其包括如下步骤：（ａ）制备还原糖和伯胺的加合物，其包括将加纳尔色度小于１的并且基本上没有氧的上述糖的溶液与同样也基本上没有氧的上述胺，在１５°－７０℃的温度下和以 上述胺与上述糖的摩尔比为１∶１至３０∶１进行反应，反应时间足够地短以得到０－７的加纳尔色度，并足够地长以得到基于糖的加合物的产物为９０－１００％；（ｂ）将步骤（ａ）得到的基本没有未反应的糖起始物料并溶解／悬浮于含水溶剂中的加合物在加氢催 化剂存在下与氢气反应，反应具有两步，第一步中温度为２０℃至７０℃，氢气压力为１００－５０００ｐｓｉ以转化至少８０％的上述加合物为相应的胺，第二步是在高于７５℃的温度下进行以转化任何残余的加合物和除去任何颜色物质前体；和（ｃ）除去上述催化 剂；上述催化剂任意地是镍，该镍催化剂任意地用溶剂洗涤和用氢气处理以基本上除去所有的（如果存在的话）镍的氧化物、有机物质、过量氢氧化物和／或氧化铝粉末；当上述镍催化剂与上述加合物和／或上述Ｎ－烷基氨基多元醇接触时，镍催化剂保持在一定的温度 和氢气压力的条件下以便使上述镍的溶解降到最低；此外，在上述方法基本完成后，保持温度２０℃至１３５℃，氢气压力１００－５０００ｐｓｉｇ以沉积溶解的镍和再生上述的镍催化剂；和／或在低温和非氧化气氛中，从上述Ｎ－烷基氨基多元醇中分离上述镍催化剂。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J高，JJ赛贝尔，KL加伯，SA范迪尔斯，RE舒马特，CM施塔克，小RG西弗森，
申请(专利权)人：普罗格特甘布尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]