PROCEDIMIENTO PARA OBTENER ESTERES ALQUILICOS DE ACIDO GRASO, ACIDOS DE RESINA DE TREMENTINA Y ESTEROLES A PARTIR DE TALOIL EN BRUTO.
Un procedimiento para obtener ésteres alquílicos de ácido graso,
ácidos de resina de trementina y esteroles a partir de taloil en bruto (CTO), caracterizado porque dicho CTO se somete a las siguientes etapas:
(a) hacer reaccionar los ácidos grasos libres presentes en el CTO con alcoholes C1-C4;
(b) separar los ésteres alquílicos C1-C4 de ácido graso así obtenidos del CTO restante para producir una primera corriente de ésteres de ácido graso;
(c) esterificar los esteroles en el CTO restante con ácido bórico;
(d) separar los ácidos de resina de trementina restantes de los boratos de esterol previamente obtenidos para producir una segunda corriente de ácidos de resina de trementina; y
(e) convertir dichos boratos de esterol en los esteroles libres para producir una tercera corriente de esteroles libres
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/BR2003/000024.
Solicitante: COGNIS IP MANAGEMENT GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: HENKELSTRASSE 67,40589 DUSSELDORF.
Inventor/es: BOTH, SABINE, SCHORKEN, ULRICH, DR., WOLF, THOMAS, SATO, SETSUO, SOUSA SALES,HENRIQUE JORGE, PELOGGIA,HERCULES, KEMPERS,PETER.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 7 de Abril de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C07C51/42 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisiso electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 51/00 Preparación de ácidos carboxílicos o sus sales, haluros o anhídridos. › Separación; Purificación; Estabilización; Empleo de aditivos.
- C07C51/44 C07C 51/00 […] › por destilación.
- C07C67/08 C07C […] › C07C 67/00 Preparación de ésteres de ácidos carboxílicos. › por reacción de ácidos carboxílicos o anhídridos simétricos con el grupo hidroxilo u O-metal de compuestos orgánicos.
- C07C67/54 C07C 67/00 […] › por destilación.
- C07J51/00 C07 […] › C07J ESTEROIDES (seco-steroides C07C). › Esteroides normales con la estructura del ciclopenta [a] hidrofenantreno no modificada no previstos en los grupos C07J 1/00 - C07J 43/00.
- C07J75/00 C07J […] › Procesos de preparación de esteroides, en general.
- C07J9/00 C07J […] › Esteroides normales que contienen carbono, hidrógeno, halógeno u oxígeno, sustituidos en posición 17beta por una cadena de más de dos átomos de carbono, p. ej. colano, colestano, coprostano.
- C11B13/00B
- C11C1/10 C […] › C11 ACEITES, GRASAS, MATERIAS GRASAS O CERAS ANIMALES O VEGETALES; SUS ACIDOS GRASOS; DETERGENTES; VELAS. › C11C ACIDOS GRASOS OBTENIDOS A PARTIR DE GRASAS, ACEITES O CERAS; VELAS; GRASAS, ACEITES O ACIDOS GRASOS OBTENIDOS POR MODIFICACION QUIMICA DE GRASAS, ACEITES O ACIDOS GRASOS. › C11C 1/00 Preparación de ácidos grasos a partir de grasas, aceites o ceras; Refino de ácidos grasos (recuperación de ácidos grasos a partir de materiales residuales C11B 13/00). › por destilación.
- C11C3/00B
- C12P7/62 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA. › C12P 7/00 Preparación de compuestos orgánicos que contienen oxígeno. › Esteres de ácidos carboxílicos.
- C12P7/64 C12P 7/00 […] › Grasas; Aceites; Ceras de tipo éster; Acidos grasos superiores, es decir, con una cadena lineal de al menos siete átomos de carbono unida a un grupo carboxilo; Aceites o grasas oxidadas.
Clasificación PCT:
- C07C67/02 C07C 67/00 […] › por interreacción de grupos éster, es decir, por transesterificación.
- C07J75/00 C07J […] › Procesos de preparación de esteroides, en general.
- C11B13/00 C11 […] › C11B PRODUCCION, ej. POR PRENSADO DE MATERIAS PRIMAS O POR EXTRACCION DE MATERIAS RESIDUALES, REFINO O CONSERVACION DE GRASAS, SUSTANCIAS GRASAS, p. ej. LANOLINA, ACEITES GRASOS O CERAS; ACEITES ESENCIALES; PERFUMES (aceites secantes C09F). › Obtención de grasas, aceites grasos o ácidos grasos a partir de materias residuales.
Clasificación antigua:
Fragmento de la descripción:
Procedimiento para obtener ésteres alquílicos de ácido graso, ácidos de resina de trementina y esteroles a partir de taloil en bruto.
Breve descripción de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para obtener ésteres alquílicos de ácido graso, ácidos de resina de trementina y esteroles a partir de taloil en bruto (CTO), que implica varias etapas de esterificación y destilación.
Estado de la técnica
El uso de esteroles para controlar el nivel de colesterol en la industria nutricional humana podría incrementar mucho la demanda de esteroles no GMO, por consiguiente, un procedimiento comercial de separación de esteroles de taloil en bruto es muy interesante desde el punto de vista económico, ya que este es una de las principales fuentes de esteroles. El taloil en bruto procede típicamente del procedimiento al sulfato empleado en la fabricación de celulosa a partir de madera. Más particularmente, el licor negro gastado procedente del procedimiento de reducción a pasta papelera se concentra hasta que las sales sódicas (jabones) de diversos ácidos se separan y se desespuman. Las sales se acidifican o se descomponen con ácido sulfúrico a fin de proporcionar el taloil en bruto.
El taloil en bruto se refina principalmente mediante procedimientos de destilación a vacío para separar los diversos compuestos casi completamente en fracciones de resina de trementina y ácido graso. La tecnología actual se basa en la destilación en la que los ácidos se fraccionan en varias columnas. Se usa una primera columna para separar los ácidos grasos y los ácidos de resina de trementina más volátiles, de los materiales menos volátiles, que incluyen muchos de los materiales no saponificables y neutros tales como esteroles y sus ésteres. Una segunda columna está diseñada comúnmente para separar los ácidos grasos más volátiles de los ácidos de resina de trementina menos volátiles. Este procedimiento acaba habitualmente con un residuo de cola que se denomina habitualmente "pez", donde los esteroles, los hidrocarburos pesados y los alcoholes cerosos son las sustancias principales. Comercialmente, solo se producen ácidos grasos y de resina de trementina. La pez se usa habitualmente como un combustible. Debido a la alta temperatura de destilación, hay una degradación de esteroles significativa. Además, la mayor parte de los esteroles libres se convierte en ésteres. La pez de taloil es un producto oscuro muy viscoso que es bastante difícil de manejar. Hasta ahora no existe un procedimiento comercial económico que conduzca a extraer esteroles de la pez. A partir del estado de la técnica, se conoce un número de procedimientos que describen modos de extraer esteroles de jabones de CTO usando disolventes y procedimientos de destilación antes de cualquier procedimiento de separación por arrastre con ácidos, que teóricamente podría evitar pérdidas de esteroles [US 6.107.456, US 6.414.111, US 6.344.573], sin embargo, estos procedimientos se caracterizan por un alto suministro técnico y no se reducían a la práctica por razones económicas.
Un método para separar esteroles de taloil en bruto, en el que los esteroles no se destruyeran en el procedimiento, sería una invención útil en la industria de las preparaciones químicas. Por lo tanto, el objetivo de esta invención es encontrar un procedimiento económico para separar los tres componentes principales de taloil en bruto (CTO), ácidos grasos o sus ésteres, ácidos de resina de trementina y esteroles, para dar valor comercial a estos productos.
Descripción detallada de la invención
Lo que se reivindica es un procedimiento para obtener ésteres alquílicos de ácido graso, ácidos de resina de trementina y esteroles a partir de taloil en bruto (CTO), que se caracteriza por las siguientes etapas:
Con más detalle, en la etapa (a) del procedimiento los ácidos grasos se convierten en sus ésteres alquílicos C1-C4 respectivos, preferiblemente en sus ésteres metílicos. La principal ventaja de esta etapa está en el bajo punto de ebullición de los ésteres así obtenidos, que hace fácil separarlos de las otras fracciones. Esto se realiza preferiblemente en una sola etapa de esterificación debido a la reacción enzimática o química selectiva entre los ácidos grasos y de resina de trementina, lo que significa que habitualmente solo los ácidos grasos se convierten en sus ésteres respectivos. La esterificación puede efectuarse por medio de catalizadores ácidos, como por ejemplo ácido metanosulfónico, a temperaturas de 120 a 150ºC, o enzimas, como por ejemplo Novozym CaLB (Novo), a temperaturas de 20 a 50ºC, dependiendo del óptimo de actividad de los microorganismos. Habitualmente, la reacción enzimática lleva un tiempo significativamente más prolongado. La esterificación puede llevarse a cabo bajo presión.
En la etapa (b) los ésteres de ácido graso así obtenidos se separan del CTO restante por medio de destilación, destilación de corto recorrido o fraccionación, empleando condiciones más suaves en comparación con la destilación ácida, con la ventaja de dar ésteres alquílicos de ácido graso, preferiblemente ésteres metílicos de ácido graso, sin contaminación con ácidos de resina de trementina y dejando menos ácidos grasos en la corriente de fondo. La destilación se lleva a cabo preferiblemente por medio de un evaporador de película rotatoria que habitualmente se utiliza a una presión reducida de 1,33-1330 Pa (de 0,01 a 10 mm de Hg) y una temperatura de 190 a 240ºC.
Después de la destilación de ésteres metílicos de ácido graso, se añade ácido bórico (H3BO3) a la corriente de fondo que contiene esteroles y ácidos de resina de trementina para transformar todos los esteroles libres en triésteres de esteroles (etapa c). Los ésteres de esterol son mucho más estables que los propios esteroles libres, lo que conduce a menos productos de degradación, especialmente la reacción de deshidratación. Mediante esta etapa, es posible alcanzar una mejor separación entre resinas de trementina y materiales neutros y evitar la degradación no deseada de los esteroles. Habitualmente, la esterificación se efectúa a una temperatura de 200 a 230ºC.
Finalmente, de acuerdo con las etapas (d) y (e), los ácidos de resina de trementina también se separan de los ésteres de borato de esteroles y otros hidrocarburos de alto peso molecular, preferiblemente por medio de una destilación de paso corto, preferiblemente por medio de un evaporador de película rotatoria, que de nuevo se hace funcionar preferiblemente a una presión reducida de 1,33-1330 Pa (de 0,01 a 10 mm de Hg) y una temperatura de 190 a 240ºC. Después de la destilación de los ácidos de resina de trementina, los ésteres esterólicos de borato se convierten fácilmente en los esteroles libres a través de hidrólisis o solvolisis. Sin embargo, el disolvente preferido es el agua.
Este procedimiento también puede aplicarse a la pez de taloil para enriquecer el contenido de esteroles. La etapa de los ésteres de borato puede aplicarse para separar tocoferoles y esteroles de la porción de ácidos grasos en el destilado de aceite vegetal (VOD) de haba de soja, y también para separar esteroles y alcoholes de alto peso molecular en las ceras de caña de azúcar. La primera corriente, ésteres metílicos de ácido graso, se usa para producir dimerato de metilo, una materia prima usada para elaborar poliamidas según se describe en la US 6.281.373. La segunda corriente, los ácidos de resina de trementina, se usa para producir adhesivos y otros productos convencionales. La tercera corriente puede usarse como alimentación con alto contenido de esteroles en los procedimientos existentes de purificación de esteroles. La viscosidad de esta corriente puede...
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento para obtener ésteres alquílicos de ácido graso, ácidos de resina de trementina y esteroles a partir de taloil en bruto (CTO), caracterizado porque dicho CTO se somete a las siguientes etapas:
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque con respecto a la etapa (a) la esterificación se lleva a cabo en presencia de catalizadores ácidos.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque se usa como el catalizador ácido metanosulfónico.
4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 y/o 3, caracterizado porque la esterificación se efectúa a una temperatura de 120 a 150ºC.
5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque con respecto a la etapa (a) la esterificación se lleva a cabo en presencia de enzimas.
6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la esterificación se efectúa a una temperatura de 20 a 50ºC.
7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque con respecto a las etapas (b) y (d) la destilación se lleva a cabo por medio de un evaporador de película rotatoria.
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicho evaporador de película rotatoria se hace funcionar a una presión reducida de 1,33-1330 Pa (de 0,01 a 10 mm de Hg) y una temperatura de 190 a 240ºC.
9. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque con respecto a la etapa (c) la esterificación se efectúa a una temperatura de 200 a 230ºC.
10. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque con respecto a la etapa (e) la solvolisis de los boratos de esterol se efectúa por medio de agua.
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