[发明专利]用于生成酯胺的改善的催化剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年2月15日提交的美国临时专利申请61/304,713的优先权，将其全部内容通过引用的方式并入本申请。

技术领域

本发明所述的技术方案大体上涉及用于通过烷醇胺和烷基酯或者脂肪酸之间的酯交换或者酯化反应来产生酯胺(esteramine)的方法。更具体地，本发明的技术方案提供了用于减少反应时间和/或者降低反应温度的方法，所述反应需要通过采用锌催化剂使烷醇胺和脂肪酸烷基酯、脂肪酸或者它们的混合物反应。

背景技术

烷醇胺与羧酸或者脂肪酸的酯化反应已经典型地采用酸催化剂进行催化，所述酸诸如亚磷酸、硫酸或者起始羧酸自身。所述酸催化剂具有若干缺陷，包括非常迟缓的反应时间。

醇钠或者醇钾(例如甲醇钠或者甲醇钾)还通常与烷基酯一起使用以用于酯交换反应方法。然而，所述方法被湿度和/或者酸性杂质所严重地抑制。这些类型的醇盐也产生所得的酯交换产物，其在许多情况下显示出凝胶的粘性(由于副反应所产生)。氢氧化钾通常用于催化甘油三酯和三乙醇胺之间的反应。然而，所述反应仍然非常缓慢且本领域技术人员认为这部分是由于在产生水和其它钾盐的反应过程中与酸性杂质立即反应的氢氧化钾所导致，这可能是或者可能不是任何催化剂所起的作用。

以商标名市售的钛催化剂也已经用于催化三乙醇胺和脂肪酸的反应。然而所述钛催化剂也具有若干缺陷。具体地，钛催化剂趋向于在溶液中形成钛沉淀。残留的钛催化剂也可干扰产物稳定性且导致较差着色的产物，其可能需要进一步的漂白。此外，当钛催化剂与三乙醇胺和脂肪酸一起使用时，所得的一酯、二酯和三酯酯胺的比例不符合确定的产品规格。此外，已知的是所述钛催化剂的活性在羧酸不存在时被胺所负面影响。该作用在羧酸加料(feed)被烷基酯加料(诸如甲酯)代替时阻碍产生酯胺的反应的进行。

考虑到上述缺陷，需要可减少针对烷醇胺和羧酸或者脂肪酸或者烷基酯之间的反应的酯化或者酯交换反应时间的改善的催化剂。还需要可产生酯胺产物的催化剂，所述产物具有储存稳定性、具有很好着色且具有满足针对酯胺的现存产品规格的一酯、二酯和三酯酯胺的比例。

发明内容

在一个方面，本发明的技术方案提供了用于采用二价锌催化剂减少烷醇胺和脂肪酸烷基酯、脂肪酸或者它们的混合物之间的反应时间的方法。根据本发明技术方案的至少一个实施方案，所述酯交换或者酯化反应的进行可基本上快于使用常规催化剂的反应直至完成，且在一些情况下，其反应速率是所述使用常规催化剂的反应的两倍。

适当的烷醇胺包括例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、烷基二乙醇胺、烷基二异丙醇胺、二烷基一乙醇胺、二烷基一异丙醇胺以及它们的组合。用于本发明所述的技术方案的优选的烷醇胺为二甲基乙醇胺(DMEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)和三乙醇胺(TEA)。适当的脂肪酸烷基酯和脂肪酸的实例包括甘油三酯、植物油、脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、硬脂酸、牛油脂肪酸、其衍生物以及它们的组合。

将所述二价锌催化剂以可用形式加入至反应混合物中，由此所述锌可为可溶的以用于均相催化的发生。在一些实施方案中，所述二价锌催化剂为氧化锌、碳酸锌或者二次膦酸锌的形式。在其它实施方案中，所述二价锌为锌盐的形式。

本发明的技术方案的所得的酯胺可用季铵化试剂(诸如甲基氯或者硫酸二甲酯)进行衍生以产生织物软化剂或者抗静电剂。也可使用其它季铵化试剂，诸如环氧氯丙烷或者其衍生物诸如3-氯-2-羟基丙磺酸钠盐。

具体实施方式

本发明所述的技术方案大体上涉及用于通过烷醇胺和烷基酯或者脂肪酸或者它们的混合物之间的酯交换或者酯化反应来产生酯胺的方法。更具体地，本发明技术方案提供了用于减少烷醇胺(例如三乙醇胺)和脂肪酸烷基酯(例如甘油三酯、植物油、脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯等)、脂肪酸或者它们的混合物之间的反应时间的方法。