MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN DE ÉSTERES PARCIALES DE HIDRATOS DE CARBONO.

Método para la producción de ésteres parciales de hidratos de carbono Campo de la invención La presente invención hace referencia a un método mejorado para la producción de ésteres parciales de hidratos de carbono, mediante la transesterificación de glicosas con ésteres de ácidos grasos en presencia de emulsificantes y una mezcla especial de catalizador. Estado de la técnica Los ésteres de hidratos de carbono, que son definidos frecuentemente de manera simplista como ésteres de azucares representan ésteres de mono u oligosacáridos, en otro sentido también de alcoholes de azúcar, con ácidos orgánicos o inorgánicos. Los ésteres de hidrato de carbono poseen distintivas propiedades de actividad superficial, razón por la cual se consideran hoy como una clase independiente de compuestos (denominada surfactantes de azúcar). Debido a su buena tolerancia dermatológica y toxicológica, los ésteres de hidratos de carbono sirven principalmente como emulsificantes para la producción de alimentos y cosméticos. Los poliésteres de sacarosa con 6 a 8 radicales de ácidos grasos son empleados como sustitutos alimenticios no utilizables por los organismos en la alimentación de personas con sobrepeso y deberían además ligar el colesterol LDL en el intestino. En el estado de la técnica se conoce una serie de métodos para la producción de ésteres de azucares. Comúnmente las glicosas son sometidas a transesterificación en presencia de catalizadores alcalinos y, dado el caso, emulsificantes con metilésteres de ácidos grasos, la cual puede ser ejecutada tanto bajo adición de solventes como también libres de ellos, se prefiere entonces la variante libre de solvente, en particular cuando los ésteres de azúcar deberían ser empleados en la industria de los alimentos. Por ejemplo en la DE 4131505 se describe un método para la elaboración de ésteres de ácidos grasos con sacarosa los cuales son producidos en ausencia de solvente mediante transesterificación de sacarosa con alquilésteres de ácidos grasos en presencia de un catalizador básico de transesterificación, donde la sacarosa que no reaccionó es separada por filtración a una temperatura entre los puntos de fusión de la sacarosa empleada y el éster de sacarosa producido, y después se separan por destilación de la mezcla de reacción los alquilésteres de ácido graso que no reaccionaron. Es un objeto de la EP 254376 un método total libre de solvente para la producción de ésteres de ácido graso y poliol, en el cual menos de la mitad de los grupos hidroxilos son esterificados, donde dado el caso en el intermedio tiene que añadirse un solvente, para formar aniones de poliol catalíticamente activos. Los procesos libres de solvente para la producción de ésteres de ácidos grasos y poliol altamente esterificados son también objetos de la WO 99/38875, de la EP 548272, de la EP 550526, de la EP 322971 y de la EP 349059. Un proceso libre de solvente para la producción de ésteres de ácidos grasos y azúcar en presencia de un catalizador básico es objeto de la EP 885898: aquí se hace reaccionar la sacarosa con alquilésteres de ácido graso a 120-160 ºC bajo condiciones de presión de 25 a 100 mbar, se baja la temperatura entonces en otra etapa de la reacción a 90-130ºC y el producto de reacción resultante es filtrado sin adición de un solvente. Este método suministra productos crudos viscosos marrón oscuro, que son blanqueados en una etapa siguiente. Un método para la producción de poliésteres de poliol con calidad de color mejorada es objeto de la EP 349221: aquí se hacen reaccionar ésteres de alquil ácido graso C1-C3 con un contenido de carbonilo inferior a 200 ppm con un poliol en presencia de un catalizador y simultáneamente se retira el alcohol formado en el equilibrio. A partir de la DE 19717968 se conoce un método para la producción de ésteres parciales de hidratos de carbono en el cual se lleva a cabo la transesterificación catalizada por álcalis en presencia de emulsificantes y se forma primero un sistema catalíticamente activo de carbonatos alcalinos con ésteres de alquilo pequeño con ácidos grasos y se hace reaccionar éste entonces con glicosas y ésteres parciales de hidrato de carbono como emulsficantes. Este método suministra así mismo productos crudos que tienen un color relativamente fuerte, los cuales exhiben también un contenido elevado de cenizas (métodos DGF "Asche C III 1097). La FR 9916213 describe mezclas a base de 10 a 90% en peso de ésteres de azucares y 90 a 10% en peso de hidrocarburos que son utilizados en formulaciones cosméticas. Sin embargo, después de algún tiempo de almacenamiento las mezclas en forma de pellas de estas mezclas exudan aceite. Comúnmente el método libre de solvente suministra una mezcla compleja de reacción la cual contiene en gran escala producto de partida que no reaccionó, cuya separación es necesaria. Frecuentemente estos productos tienen colores muy oscuros. Se obtienen productos con colores claros según un método como se describe en la EP 349221. Esto supone sin embargo que se emplean alquilésteres de ácido graso previamente purificados, de modo que se requiere una etapa adicional de reacción. Es un objeto de la presente invención poner a disposición un método alternativo, libre de solvente, económico, con buen rendimiento y tiempos de reacción tan cortos como fuera posible, el cual suministrara productos crudos mejorados coloreados con un contenido reducido en cenizas y que no supusiera la purificación previa de las materias de partida. 2   De modo sorprendente se estableció que puede alcanzarse un mejoramiento significativo del método cuando como mezcla catalizadora se emplea una mezcla de carbonato alcalino e hipofosfito de metal alcalino. Descripción de la invención. Es objeto de la invención un método libre de solvente para la producción de ésteres parciales de hidrato de carbono con un grado promedio de esterificación en el rango de 1 a 4, mediante esterificación catalizada por álcalis en presencia de una mezcla catalizadora de carbonato de metal alcalino e hipofosfito de metal alcalino, donde: a) Para la formación de un sistema catalíticamente activo se mezcla por lo menos un carbonato de metal alcalino (a1) y por lo menos un alquiléster de ácido graso (a2) de la formula (I). R 1 CO-OR 2 (I) En el cual R 1 CO representa un radical acilo saturado o insaturado, lineal o ramificado, con 6 a 30 átomos de carbono, y R 2 representa un radical alquilo ramificado o lineal con 1 a 5 átomos de carbono, y b) A la mezcla resultante de (a) se añaden con agitación constante (b1) glicosas con 5 a 12 átomos de carbono, (b2) ésteres parciales de carbohidratos como emulsificantes y (b3) hipofosfitos de metales alcalinos, de modo que resulta una dispersión y la mezcla resultante es retirada bajo agitación constante a temperaturas de hasta 100 ºC, a una presión de hasta 50 mbar de agua y c) Se continua la reacción de esterificación a una presión de hasta 50 mbar y temperaturas de hasta 125 ºC bajo agitación constante por el tiempo necesario para reducir el contenido de alquilésteres de ácido graso de la formula (I) a por lo menos 8% en peso, referido al peso total de la mezcla, donde las etapas (a) a (c) son ejecutadas de modo opcional bajo atmósfera de gas protector, o ya en la etapa (a) se añade el hipofosfito de metal alcalino. La combinación de catalizador de carbonato de metal alcalino e hipofosfito de metal alcalino suministra en el método acorde con la invención, productos con coloreado mejorado, en buen rendimiento y tiempos de reacción comparativamente más cortos, los cuales exhiben un contenido reducido de cenizas. Adicionalmente, se reduce la formación de subproductos, como jabones. Como gas protector se emplea preferiblemente nitrógeno. El empleo de gases protectores suministra productos coloreados aun más claros. En la primera etapa (a) del método surge un cubrimiento de alquilésteres pequeños de ácidos grasos sobre el carbonato alcalino, con lo cual se activa el grupo acilo. En la segunda etapa se pone en contacto el catalizador activado con una mezcla de una glicosa, hipofosfito de metal alcalino y un éster parcial de carbohidrato, donde este último actúa como emulsificante. De acuerdo con la invención, también ya en la etapa (a) puede añadirse el hipofosfito de metal alcalino. En el sentido de la invención, esta forma de operar es considerada equivalente. Durante la reacción tiene lugar una transferencia de grupos acilo al emulsificante, el cual en las otras etapas de la reacción actúa en sí mismo como un agente de adición de grupo acilo y transfiere grupos acilo a la glicosa, la cual con ello por su parte es transformada en un éster parcial de hidrato de carbono. La reacción tiene lugar en ausencia de solventes, lo cual es una considerable ventaja tanto desde el punto de vista... [Seguir leyendo]

1. Método libre de solvente para la producción de ésteres parciales de hidrato de carbono con un grado promedio de esterificación en el rango de 1 a 4 mediante esterificación catalizada por álcalis en presencia de una mezcla catalizadora de carbonato de metal alcalino e hipofosfito de metal alcalino, donde a) Para la formación de un sistema catalíticamente activo se mezcla por lo menos un carbonato de metal alcalino (a1) y por lo menos un alquiléster de ácido graso (a2) de la formula (I). R 1 CO-OR 2 (I) En el cual R 1 CO representa un radical acilo saturado o insaturado, lineal o ramificado, con 6 a 30 átomos de carbono, y R 2 representa un radical alquilo ramificado o lineal con 1 a 5 átomos de carbono, y b) A la mezcla resultante de (a) se añaden con agitación constante (b1) glicosas con 5 a 12 átomos de carbono, (b2) ésteres parciales de carbohidratos como emulsificantes y (b3) hipofosfitos de metales alcalinos, de modo que resulta un dispersión y la mezcla resultante es retirada bajo agitación constante a temperaturas de hasta 100 ºC, a una presión de hasta 50 mbar de agua y c) Se continúa la reacción de esterificación a una presión de hasta 50 mbar y temperaturas de hasta 125 ºC bajo agitación constante por el tiempo necesario hasta que se reduce el contenido de alquilésteres de ácido graso de la formula (I) a por lo menos 8% en peso, referido al total de la mezcla, donde las etapas (a) a (c) son ejecutadas de modo opcional bajo una atmósfera de gas protector, o ya en la etapa (a) se añade el hipofosfito de metal alcalino. 2. Método según la Reivindicación 1 caracterizado porque como carbonato de metal alcalino se emplean carbonatos de sodio y/o potasio. 3. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque como hipofosfito de metal alcalino se emplea hipofosfito de sodio y/o potasio. 4. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se emplean ésteres de la formula (I), en la cual R 2 representa un radical metilo y/o etilo. 5. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se produce el sistema catalíticamente activo según (a) a temperaturas de 50 a 100 ºC. 6. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como glicosas se emplean mono y/o disacáridos. 7. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque como emulsificantes se emplean ésteres parciales de hidratos de carbono, cuya unidad de hidrato de carbono es idéntica con la del producto objeto. 8. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como emulsificantes se emplean ésteres parciales de sacarosa con un grado promedio de esterificación en el rango de 2 a 6, preferiblemente de 3 a 4. 9. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la esterificación es ejecutada según (c) a temperaturas en el rango de 100 a 125 ºC y a una presión en el rango de 1 a 25 mbar. 10. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque como gas protector se emplea nitrógeno. 11. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque emplean 0,06-0,6 mol de carbonato de metal alcalino y 0,01-0,1 mol de hipofosfito de metal alcalino por mol de glicosa. 12. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la relación molar de alquiléster de ácido graso (a2) a glicosa (b1) es de por lo menos 0,5. 13. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la relación molar (a1) : (a2) : (b1) : (b2) : (b3) varia en el rango de (0.06 - 0.6) : (0,6 - 2,0) : 1 : (0.04 - 0.2) : (0. 01 - 0.1). 14. Método según por lo menos una de las Reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el producto de reacción caliente es disuelto en emoliente adecuado para aplicaciones cosméticas y/o para alimentos y después de la separación de las glicosas que no reaccionaron, es blanqueado con peróxido de hidrógeno, preferiblemente bajo atmósfera de nitrógeno, dado el caso es tratado con un ácido para el ajuste de un valor de pH entre 6 y 8 y después de modo opcional es filtrado en un agente auxiliar de filtración.   15. Método según la Reivindicación 14 caracterizado porque el emoliente es un hidrocarburo, preferiblemente un poliisobuteno liquido a 20 ºC. 16. Método según por lo que menos una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque se emplea alquiléster de ácido graso (a2) con radicales acilo lineales, ramificados con 12 a 30 átomos de carbono, preferiblemente con 16 a 24 átomos de C. 17. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque a la solución del éster parcial de hidrato de carbono se añade un alcohol graso C16-C40, preferiblemente un alcohol graso C18-C30 y particularmente preferido un alcohol graso C20 - C24 o una mezcla cualquiera de esos alcoholes grasos, se postblanquea dado el caso con peróxido de hidrógeno y el producto es transformado en pellas, extruido, granulado, cristalizado, secado por atomización o transformado en tabletas. 18. Método según la reivindicación 17, caracterizado porque se añade 1 - 10 % en peso, preferiblemente 1 - 5 % en peso de un alcohol graso C16-C40 o una mezcla cualquiera de este alcohol graso, referido a la mezcla total resultante. 11