Непрерывный способ получения алканоламидов жирных кислот

Номер патента: 17153

Опубликовано: 30.10.2012

Авторы: Крулль Маттиас, Моршхойзер Роман

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Непрерывный способ получения алканоламидов жирных кислот реакцией по меньшей мере одной жирной кислоты формулы (I)

Рисунок 1

в которой R3 представляет собой алифатический углеводородный радикал, содержащий от 5 до 50 атомов углерода по меньшей мере с одним амином формулы (II)

Рисунок 2

в которой R1 представляет собой углеводородный радикал, несущий по меньшей мере одну гидроксильную группу и содержащий от 1 до 50 атомов углерода;

R2 представляет собой водород, или R1 представляет собой углеводородный радикал, содержащий от 1 до 50 атомов углерода, или R1 представляет собой группу формулы (III)

Рисунок 3

в которой В представляет собой алкиленовый радикал, содержащий 2-10 атомов углерода;

m находится в диапазоне от 1 до 500; или

R2 представляет собой C1-C30-алкильную, C2-C30-алкенильную, С512-циклоалкильную, C6-C12-арильную, С730-аралкильную, имеющую 5-12 членов цикла группу;

R2 представляет собой группу формулы (IV)

Рисунок 4

в которой В представляет собой алкиленовый радикал, содержащий от 2 до 10 атомов углерода;

m находится в диапазоне от 1 до 500 и

R5 представляет собой углеводородный радикал, содержащий 1-24 атома углерода; или

R2 представляет собой алкильные радикалы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода, или алкенильные радикалы, содержащие от 2 до 20 атомов углерода, с образованием аммониевой соли и последующим превращением этой аммониевой соли в алканоламид жирной кислоты при микроволновом облучении в реакционной трубке, продольная ось которой проходит в направлении распространения микроволн из мономодового микроволнового аппликатора.

2. Способ по п.1, в котором соль облучают микроволнами в реакционной трубке, в значительной степени прозрачной в отношении микроволн, внутри полой проводящей системы, соединённой при помощи волновода с микроволновым генератором.

3. Способ по одному или нескольким из пп.1 и 2, в котором микроволновой аппликатор имеет форму полого резонатора.

4. Способ по одному или нескольким из пп.1-3, в котором микроволновой аппликатор имеет форму полого резонатора отражательного типа.

5. Способ по одному или нескольким из пп.1-4, в котором реакционную трубку устанавливают аксиально центральной оси симметрии полой проводящей системы.

6. Способ по одному или нескольким из пп.1-5, в котором соль облучают в полом резонаторе с коаксиальным переключением микроволн.

7. Способ по одному или нескольким из пп.1-6, в котором полый резонатор действует по типу E01n, где n является целым числом от 1 до 200.

8. Способ по одному или нескольким из пп.1-7, в котором R3 представляет собой незамещённый алкильный радикал, содержащий от 5 до 50 атомов углерода.

9. Способ по одному или нескольким из пп.1-7, в котором R3 представляет собой углеводородный радикал, который содержит от 5 до 50 атомов углерода и несёт один или несколько заместителей, выбранных из атомов галогена, C1-C5-алкоксильной, поли(С15-алкокси)льной, поли(С15-алкокси)алкильной, карбоксильной, амидной, циано, нитрильной, нитро, сульфо и арильной групп, которые содержат от 5 до 20 атомов углерода, в которых С5-C20-арильные группы могут нести заместители, выбранные из атомов галогена, C1-C20-алкильной, С220-алкенильной, C1-C5-алкоксильной, амидной, циано, нитрильной и нитрогрупп.

10. Способ по одному или нескольким из пп.1-9, в котором R3 содержит от 5 до 30 атомов углерода.

11. Способ по одному или нескольким из пп.1-10, в котором R3 содержит одну или несколько двойных связей.

12. Способ по одному или нескольким из пп.1-11, в котором R1 содержит от 2 до 20 атомов углерода.

13. Способ по одному или нескольким из пп.1-12, в котором R1 представляет собой группу формулы (III)

Рисунок 5

в которой В представляет собой алкиленовый радикал, содержащий 2-10 атомов углерода;

m находится в диапазоне от 1 до 500.

14. Способ по одному или нескольким из пп.1-13, в котором R2 представляет собой C1-C30-алкильную, C2-C30-алкенильную, C5-C12-циклоалкильную, C6-C12-арильную, С7-C30-аралкильную, имеющую 5-12 членов цикла группу.

15. Способ по одному или нескольким из пп.1-13, в котором R2 представляет собой группу формулы (IV)

Рисунок 6

в которой В представляет собой алкиленовый радикал, содержащий от 2 до 10 атомов углерода;

m находится в диапазоне от 1 до 500 и

R5 представляет собой углеводородный радикал, содержащий 1-24 атома углерода.

16. Способ по одному или нескольким из пп.1-13, в котором R2 представляет собой водород.

17. Способ по одному или нескольким из пп.1-15, в котором R2 представляет собой алкильные радикалы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода, или алкенильные радикалы, содержащие от 2 до 20 атомов углерода.

18. Способ по одному или нескольким из пп.1-17, в котором микроволновое облучение проводят при температурах от 150 до 500°C.

19. Способ по одному или нескольким из пп.1-18, в котором микроволновое облучение проводят под давлением, превышающим атмосферное.

Текст

Смотреть все

НЕПРЕРЫВНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКАНОЛАМИДОВ ЖИРНЫХ КИСЛОТ Изобретение относится к непрерывному способу получения алканоламидов жирных кислот,согласно которому по меньшей мере одна жирная кислота формулы (I) в которой R3 представляет собой необязательно замещнный алифатический радикал,содержащий от 5 до 50 атомов углерода, реагирует по меньшей мере с одним алканоламином формулы (II) в которой R1 является углеводородным радикалом, содержащим по меньшей мере одну гидроксильную группу и имеющим от 1 до 50 атомов углерода, и R2 является водородом, R1 или углеводородным радикалом, содержащим от 1 до 50 атомов углерода, с образованием аммониевой соли, и указанная аммониевая соль затем превращается в алканоламид жирной кислоты под действием микроволнового облучения в реакционной трубке, продольная ось которой ориентирована в направлении распространения микроволн одномодовым микроволновым аппликатором. 017153 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к области химии амидов, в частности к получению алканамидов жирных кислот. Уровень техники Производные жирных кислот, которые несут функциональные группы гидрофильного характера,находят широкое применение в качестве поверхностно-активных веществ. Важным классом таких поверхностно-активных веществ являются неионогенные амфифилы, которые широко используются, например, в качестве эмульгаторов, стабилизаторов коррозии, смазывающе-охлаждающих жидкостей в металлообработке, антистатиков для полиолефинов, а также в качестве сырья для получения моющих композиций, чистящих концентратов, косметических и фармацевтических средств. Особый интерес в данном контексте представляют алканоламиды жирных кислот, которые несут по меньшей мере один алкильный радикал, соединнный с амидной группой и сам замещн по меньшей мере одной гидроксильной группой, которая придат гидрофильный характер. Такая гидроксильная группа может быть также дополнительно замещена перед фактическим применением, например, взаимодействием с алкиленоксидами, например этиленоксидом, пропиленоксидом или бутиленоксидом, или окислением подходящими окислительными агентами. Такие амиды обладают заметно увеличенной гидролитической стабильностью в сравнении с соответствующими сложными эфирами. Промышленное получение алканоламидов жирных кислот до настоящего времени основано на дорогих и/или трудомких способах для достижения выхода, представляющего коммерческий интерес. Обычные способы получения требуют использования активированных производных карбоновых кислот,например ангидридов кислот, галоидангидридов, например хлорангидридов или сложных эфиров, которые взаимодействуют с гидроксилсодержащими аминами, которые ниже будут называться алканоламинами или активации in situ реагентов путм использования конденсирующих агентов, например N,N'дициклогексилкарбодиимида. Эти способы приводят к получению некоторых количеств, в некоторых случаях больших количеств, нежелательных побочных продуктов, например спиртов, кислот и солей,которые должны быть удалены из продукта реакции и утилизированы. Однако остатки этих вспомогательных и побочных продуктов, которые остаются в продукте реакции, могут вызывать весьма нежелательные эффекты в некоторых случаях. Например, галогенид-ионы, а также кислоты вызывают коррозию, некоторые образующиеся конденсирующие агенты и побочные продукты являются токсичными,светочувствительными и даже канцерогенными. Желаемая прямая термическая конденсация карбоновой кислоты и алканоламина не приводит к удовлетворительным результатам, поскольку различные побочные реакции снижают выход и в некоторых случаях также ухудшают свойства продукта. Одной из проблем является бифункциональность алканоламинов, что, так же, как и образование амидов, приводит в значительной степени к образованию сложных эфиров. Несмотря на то что сложные эфиры алканоламинов имеют отличные свойства, например значительно более низкую гидролитическую стабильностью и более низкую растворимость в воде,они нежелательны в качестве побочных продуктов в большинстве применений. Кроме того, амидоэфиры,в которых как амино, так и гидроксильная группа проацилированы, в растворах поверхностно-активных веществ приводят к нежелательной мутности. Хотя некоторое количество сложных эфиров, хотя бы частично, может быть превращено в амиды термической обработкой, цвет и запах алканоламидов, полученных таким образом, очень часто ухудшены благодаря длительному протеканию реакции, необходимому для этой цели. Удаление сложноэфирной фракции и также амидоэфирной фракции, однако, возможно только с трудом, если вообще возможно из-за обычно очень сходных физических свойств. К наблюдаемым дополнительным нежелательным побочным реакциям относятся, например, декарбоксилирование карбоновых кислот и окисление, а также реакции элиминирования аминогрупп при продолжительном нагревании, необходимом для достижения высоких конверсий. Обычно такие побочные реакции приводят к получению окрашенных побочных продуктов, например, в результате окисления амина, и невозможно получать бесцветные продукты, которые нужны, например, для косметических применений, характеризующихся цветовыми числами Хазена (до DIN/ISO 6271), например, меньше чем 250. Последнее требует дополнительных стадий способа, например обесцвечивания, что, однако, само требует добавления дополнительных вспомогательных веществ и часто в равной степени приводит к нежелательному ухудшению запаха амидов или к нежелательным побочным продуктам, например к пероксидам и продуктам их разложения. Более современным подходом к синтезу амидов является превращение карбоновых кислот и аминов в амиды под действием микроволнового излучения. Например, Gelens et al., Tetrahedron Letters 2005, 46(21), 3751-3754 раскрывает множество амидов,синтезированных при помощи микроволнового излучения. Они также включают в себя моноэтаноламид бензойной кислоты, который получают с выходом 66%. Синтезы проводят в сосудах на 10 мл.Massicot et al., Synthesis 2001 (16), 2411-2444 описывают синтез диамидов винной кислоты в миллимолярном масштабе. При амидировании этаноламином выход диамида достигает 68%.EP-A-0884305 раскрывает амидирование 2-амино-1,3-октадекандиола 2-гидроксистеариновой кислотой при микроволновом облучении в миллимолярном масштабе, при котором образуются церамиды с-1 017153 выходом, равном приблизительно 70%. Однако до сих пор не достигнут масштаб таких реакций с участием микроволнового излучения от лабораторного до промышленного и вследствие этого строительство заводов, необходимых для получения нескольких тонн, например нескольких десятков, нескольких сотен или нескольких тысяч тонн в год,с объмной производительностью, представляющей интерес для промышленного применения. Одной из причин этого является глубина проникновения микроволн в реакционную смесь, которая обычно ограничена диапазоном от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, и приводит к ограничению малыми сосудами, особенно для реакций, осуществляемых периодическими способами, или требует очень больших времн реакции в перемешиваемых реакторах. Наличие процессов разряда и образования плазмы создат жсткие ограничения в отношении увеличения напряжнности поля, которое желательно для облучения больших количеств вещества микроволнами, особенно в мультимодовых блоках, используемых предпочтительно для того, чтобы зафиксировать масштабирование химических реакций. Кроме того, негомогенность микроволнового поля, которая приводит к локальному перегреву реакционной смеси и вызывает более или менее неконтролируемые отражения микроволн, инжектируемых в микроволновую печь на е стенках, и в реакционную смесь, создат проблемы увеличения масштаба в обычно используемых мультимодовых микроволновых блоках. Кроме того, коэффициент микроволнового поглощения реакционной смеси, который часто меняется в ходе реакции, представляет трудности в отношении безопасности и воспроизводимости режима реакции.C. Chen et al., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1990, 807-809 описывает непрерывный лабораторный микроволновой реактор, в котором реакционную смесь загружают через тефлоновый змеевик, вмонтированный в микроволновую печь. Подобный непрерывный лабораторный микроволновой реактор описанCablewski et al., J. Org. Chem. 1994, 59, 3408-3412 для проведения большого количества разнообразных химических реакций. Однако ни в одном из случаев мультимодовая микроволновая печь не позволила увеличить масштаб до промышленного уровня. Е эффективность в отношении микроволнового поглощения реакционной смесью является низкой из-за того, что энергия микроволн более или менее неравномерно распределена на поверхности подающих устройств в мультимодовых микроволновых аппликаторах и не фокусируется на змеевике. Значительное увеличение интенсивности инжектируемых микроволн приводит в данном случае к нежелательным разрядам плазмы. Кроме того, пространственная негомогенность микроволнового поля, которая изменяется со временем и может рассматриваться как горячие точки, делает невозможным в больших масштабах обеспечить безопасность и воспроизводимость режима реакции. Кроме того, известны мономодовые или одномодовые аппликаторы, в которых используется единственный волновой режим, который распространяется только в одном трхмерном направлении и фокусируется на реакционном сосуде волноводом определнных размеров. Эти приборы позволяют реализовать высокую напряжнность поля, но благодаря геометрическим требованиям (например, интенсивность электрического поля является наибольшей при максимальных значениях их длин волн и приближается к нулю на вершинах) до настоящего времени ограничены малыми реакционными объмами ( 50 мл) в лабораторных масштабах. Сущность изобретения Таким образом, делается попытка найти способ получения алканоламидов жирных кислот, согласно которому жирная кислота и алканоламин могут быть также превращены в алканоламид в промышленных масштабах при микроволновом облучении. В то же время достигаются максимальные, т.е. вплоть до количественных, скорости конверсии и выходы. В частности, доля побочных продуктов, например сложных эфиров алканоламина и сложных эфиров амидов, будет минимальной. Способ будет дополнительно способен осуществить весьма энергосберегающее получение алканоламидов жирных кислот, т.е. используемая сила микроволн будет в значительной степени количественно поглощаться реакционной смесью и таким образом способ будет обладать высокой энергетической эффективностью. Алканоламиды также будут иметь минимальную собственную окраску. Кроме того, этот способ обеспечит безопасность и воспроизводимость реакционного режима. Неожиданно было обнаружено, что алканоламиды жирных кислот могут быть получены в промышленно необходимых количествах прямым взаимодействием жирных кислот с алканоламинами в непрерывном способе только при быстром нагревании при помощи облучения микроволнами в реакционной трубке, продольная ось которой проходит в направлении распространения микроволн одномодовым микроволновым аппликатором. В то же время микроволновая энергия, инжектируемая в микроволновой аппликатор, по существу, количественно поглощается реакционной смесью. Способ согласно настоящему изобретению характеризуется высоким уровнем безопасности в выполнении и предполагает высокую воспроизводимость установленных условий реакции. Алканоламиды, полученные этим способом согласно настоящему изобретению, содержат только незначительное количество сложных эфиров алканоламина и сложных эфиров амидов, если они их содержат. Они обладают высокой чистотой и незначительной собственной окраской, что недостижимо при обычных способах получения, не содержащих дополнительных стадий. Настоящее изобретение обеспечивает непрерывный способ получения алканоламидов жирных ки-2 017153 слот реакцией по меньшей мере одной жирной кислоты формулы (I) в которой R3 представляет собой необязательно замещнный алифатический углеводородный радикал, содержащий 5-50 атомов углерода по меньшей мере с одним амином формулы (II) в которой R1 представляет собой углеводородный радикал, несущий по меньшей мере одну гидроксильную группу и содержащий 1-50 атомов углерода, и R2 представляет собой водород, R1 углеводородный радикал, содержащий 1-50 атомов углерода, с образованием аммониевой соли, а затем с превращением этой аммониевой соли в алканоламид жирной кислоты при микроволновом облучении в реакционной трубке, продольная ось которой проходит в направлении распространения микроволн из мономодового микроволнового аппликатора. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает алканоламиды жирной кислоты с содержанием аминоэфиров и амидоэфиров, составляющим менее 5 мол.%, полученные реакцией по меньшей мере одной жирной кислоты формулы (I) в которой R3 представляет собой необязательно замещнный алифатический углеводородный радикал, содержащий 5-50 атомов углерода по меньшей мере с одним амином формулы (II) в которой R1 представляет собой углеводородный радикал, несущий по меньшей мере одну гидроксильную группу и содержащий 1-50 атомов углерода, и R2 представляет собой водород, R1 или углеводородный радикал, содержащий 1-50 атомов углерода, с образованием аммониевой соли, а затем с превращением этой аммониевой соли в алканоламид жирной кислоты при микроволновом облучении в реакционной трубке, продольная ось которой проходит в направлении распространения микроволн из мономодового микроволнового аппликатора. Подходящими жирными кислотами формулы (I) обычно являются соединения, имеющие по меньшей мере одну карбоксильную группу в необязательно замещнном алифатическом углеводородном радикале, содержащем 5-50 атомов углерода. В предпочтительном варианте изобретения алифатический углеводородный радикал является замещнным алкильным или алкенильным радикалом. В следующем предпочтительном варианте изобретения алифатический углеводородный радикал является замещнным алкильным или алкенильным радикалом, который нест один или несколько, например два, три, четыре или более, дополнительных заместителей. Подходящими заместителями являются, например, атомы галогена, галогенированные алкильные радикалы, C1-C5-алкоксильная, например метоксильная, поли(С 1 С 5-алкокси), поли(С 1-С 5-алкокси)алкильная, карбоксильная, сложноэфирная, амидная, циано, нитрильная, нитро, сульфо и/или арильные группы, содержащие 5-20 атомов углерода, например фенильные группы, при условии, что заместители стабильны в условиях реакции и не вступают ни в какие побочные реакции, например реакции элиминирования. В свою очередь сами C5-C20-арильные группы могут содержать заместители, например атомы галогена, галогенированные алкильные радикалы, C1-C20 алкильную, С 2-С 20-алкенильную, C1-C5-алкоксильную, например метоксильную, сложноэфирную, амидную, карбоксильную, циано, нитрильную и/или нитрогруппы. Однако алифатический углеводородный радикал R3 нест максимально столько радикалов, сколько он имеет валентностей. В особых вариантах осуществления алкильный радикал R3 содержит дополнительные карбоксильные группы. Таким образом,способ согласно настоящему изобретению в одинаковой степени подходит для амидирования поликарбоновых кислот, содержащих, например, две или несколько карбоксильных групп. Взаимодействие таких поликарбоновых кислот с первичными аминами согласно способу настоящего изобретения может также приводить к получению имидов. Особое преимущество отдают жирным кислотам (I), которые несут алифатический углеводородный радикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода и особенно от 7 до 24 атомов углерода, например имеющие от 8 до 20 атомов углерода. Они могут иметь природное или синтетическое происхождение. Алифатический углеводородный радикал может также содержать гетероатомы, например кислород, азот, фосфор и/или серу, но предпочтительно не больше одного гетероатома на три атома углерода. Алифатические углеводородные радикалы могут быть линейными, разветвлнными и/или циклическими. Карбоксильная группа может быть присоединена к первичному, вторичному или третичному атому углерода. Предпочтительно она присоединена к первичному атому углерода. Углеводородные радикалы могут быть насыщенными или ненасыщенными. Ненасыщенные углеводородные радикалы содержат одну или несколько C=C двойных связей и предпочтительно одну, две или три C=C двойных связей. Предпочтительно двойные связи не находятся в ,-положении к карбоксильной группе. Например,показано, что способ согласно настоящему изобретению особенно применим для получения амидов полиненасыщенных жирных кислот, так как двойные связи ненасыщенных жирных кислот не вступают в реакцию в условиях способа согласно настоящему изобретению. Предпочтительные циклические алифатические углеводородные радикалы содержат по меньшей мере один цикл из пяти, шести, семи, восьми и более кольцевых атомов. Подходящими алифатическими жирными кислотами являются, например, гексановая кислота, цик-3 017153 логексановая кислота, гептановая кислота, октановая кислота, декановая кислота, додекановая кислота,тридекановая кислота, тетрадекановая кислота, 12-метилтридекановая кислота, пентадекановая кислота,13-метилтетрадекановая кислота, 12-метилтетрадекановая кислота, гексадекановая кислота, 14 метилпентадекановая кислота, гептадекановая кислота, 15-метилгексадекановая кислота, 14 метилгексадекановая кислота, октадекановая кислота, изооктадекановая кислота, арахиновая кислота,докозановая кислота и тетракозановая кислота, а также миристоленовая кислота, пальмитоленовая кислота, гексадекадиеноевая кислота, -9-цис-гептадеценоевая кислота, олеиновая кислота, петроселиновая кислота, вакценовая кислота, линолевая кислота, линоленовая кислота, гадолеиновая кислота, гондоиновая кислота, эйкозандиеновая кислота, арахидоновая кислота, кетолеиновая кислота, эруковая кислота,докозадиеноевая кислота и тетракозановая кислота, а также додеценилянтарная кислота, октадеценилянтарная кислота и их смеси. Кроме того, подходят смеси жирных кислот, полученных из природных жиров и масел, например из масла льняных семян, кокосового масла, масла земляного ореха, сафлорового масла, кукурузного масла, масла из ядра кокосового ореха, масла из рапсововых семян, оливкового масла, масла из семян горчицы, соевого масла, подсолнечного масла, а также таловый жир, костяной жир и рыбий жир. Аналогично, жирные кислоты или смеси жирных кислот, пригодные для способа согласно настоящему изобретению, представляют собой жирные кислоты талового масла, а также смоляные кислоты и нафтеновые кислоты.R1 содержит предпочтительно 2-20 атомов углерода, например 3-10 атомов углерода. Кроме того,предпочтительно R1 представляет собой линейный или разветвлнный алкильный радикал. Алкильный радикал может включать в себя гетероатомы, например кислород или азот. R1 может нести одну или несколько, например две, три или более, гидроксильных групп. Гидроксильная группа или каждая из гидроксильных групп находятся у первичного или вторичного атома углерода углеводородного радикала. В том случае, когда R2 также является R1, предпочтение отдают аминам, которые суммарно содержат максимально 5 и, главным образом, 1, 2 или 3 гидроксильные группы. В предпочтительном варианте осуществления R1 является группой формулы (III) в которой B представляет собой алкиленовый радикал, содержащий 2-10 атомов углерода, и m равен от 1 до 500; В предпочтительно представляет собой линейный или разветвлнный алкильный радикал, содержащий от 2 до 5 атомов углерода, более предпочтительно линейный или разветвлнный алкильный радикал, содержащий 2 или 3 атомов углерода и, главным образом, группу формулы -СН 2-СН 2-, -CH2-CH2CH2- и/или -СН(CH3)-СН 2-;m предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 300 и, главным образом, от 3 до 100. В особенно предпочтительном варианте осуществления m равен 1 или 2. В случае алкоксильных цепей, когда m3 и особенно когда m5, алкоксильная цепь может быть цепью блок-сополимера, который содержит чередующиеся блоки различных алкоксильных звеньев, предпочтительно этокси- и пропокси-звеньев. Цепь может также состоять из статистической последовательности алкоксильных звеньев или являться гомополимером. В предпочтительном варианте осуществления R2 представляет собой водород, C1-C30-алкильную,C2-C30-алкенильную, С 5-С 12-циклоалкильную, C6-C12-арильную, С 7-С 30-аралкильную или гетероароматическую группу, имеющую 5-12 кольцевых членов. Углеводородные радикалы могут содержать гетероатомы, например кислород и/или азот, и необязательно заместители, например атомы галогена, галогенированные алкильные радикалы, нитро-, циано-, нитрильную и/или аминогруппу. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления R2 представляет собой группу формулы (IV) в которой каждый из B и m такие, как определены для формулы (III); иR5 представляет собой углеводородный радикал, содержащий 1-24 атома углерода и главным образом алкильный, алкенильный, арильный или ацильный радикалы, содержащие от 1 до 24 атомов углерода;R2 более предпочтительно представляет собой алкильные радикалы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода, главным образом от 1 до 8 атомов углерода, и алкенильные радикалы, содержащие от 2 до 20 атомов углерода, главным образом от 2 до 8 атомов углерода. Такие алкильные и алкенильные радикалы могут быть линейными, разветвлнными или циклическими. Подходящими алкильными и алкенильными радикалами, например, являются метильный, этильный, пропильный, изопропильный, н-бутильный, изобутильный, гексильный, циклогексильный, децильный, додецильный, тетрадецильный, гексадецильный,октадецильный, изостеарильный и олеильный. В дополнительном особо предпочтительном варианте осуществления R2 представляет собой алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, например метильный или этильный. В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой водород. Способ согласно настоящему изобретению предпочтительно пригоден для получения вторичных алканоламидов жирных кислот, т.е. для реакции жирных кислот с алканоламинами, в которых R1 пред-4 017153 ставляет собой углеводородный радикал, несущий по меньшей мере одну гидроксильную группу и содержащий от 1 до 50 атомов углерода, и R2 представляет собой водород. Способ согласно настоящему изобретению предпочтительно пригоден для получения третичных алканоламидов жирных кислот, т.е. для реакции жирных кислот с алканоламинами, в которых R1 представляет собой углеводородный радикал, несущий по меньшей мере одну гидроксильную группу и содержащий от 1 до 50 атомов углерода, и R2 представляет собой углеводородный радикал, содержащий от 1 до 50 атомов углерода или углеводородный радикал, несущий по меньшей мере одну гидроксильную группу и содержащий от 1 до 50 атомов углерода. Определения R1 и R2 могут быть одинаковыми или различными. В особенно предпочтительном варианте осуществления определения R1 и R2 являются одинаковыми. Примерами подходящих алканоламинов являются аминоэтанол, 3-амино-1-пропанол, изопропаноламин, N-метиламиноэтанол, N-этиламиноэтанол, N-бутилэтаноламин, N-метилизопропаноламин, 2-(2 аминоэтокси)этанол,2-амино-2-метил-1-пропанол,3-амино-2,2-диметил-1-пропанол,2-амино-2 гидроксиметил-1,3-пропандиол, диэтаноламин, дипропаноламин, диизопропаноламин, ди(диэтиленгликоль)амин, N-(2-аминоэтил)этаноламин, а также поли(эфир)амины, например поли(этиленгликоль)амин и поли(пропиленгликоль)амин, каждый из которых содержит от 4 до 50 звеньев алкиленоксида. Данный способ особенно пригоден для получения диэтаноламида октановой кислоты, моноэтаноламида лауриновой кислоты, диэтаноламида лауриновой кислоты, дигликольамида лауриновой кислоты,моноэтаноламида жирной кислоты кокосового масла, диэтаноламида жирной кислоты кокосового масла,дигликольамида жирной кислоты кокосового масла, моноэтаноламида стеариновой кислоты, диэтаноламида стеариновой кислоты, дигликольамида стеариновой кислоты, моноэтаноламида жирной кислоты таллового масла, диэтаноламида жирной кислоты таллового масла и дигликольамида жирной кислоты таллового масла. Согласно способу настоящего изобретения жирные кислоты предпочтительно взаимодействуют, по меньшей мере, с эквимолярным количеством алканоламина и более предпочтительно с избытком алканоламина. Реакцию между алканоламином и жирной кислотой соответственно предпочтительно проводят при молярном соотношении по меньшей мере 1:1 и предпочтительно в диапазоне от 100:1 до 1,001:1,более предпочтительно в диапазоне от 10:1 до 1,01:1, например в диапазоне от 5:1 до 1,1:1, в каждом случае, исходя из молярных эквивалентов карбоксильных групп и аминогрупп в реакционной смеси. Карбоксильные группы практически количественно превращаются в амидные. В конкретном варианте осуществления жирную кислоту и амин используют в эквимолярных количествах. Получение амидов происходит по реакции жирных карбоновых кислот с алканоламинами с образованием аммониевой соли и последующим облучением соли микроволнами в реакционной трубке, продольная ось которой проходит в направлении распространения микроволн в мономодовом микроволновом аппликаторе. Соль предпочтительно облучают микроволнами в значительной степени прозрачной для микроволн реакционной трубке внутри полой проводящей системы, соединнной с микроволновым генератором. Реакционную трубку предпочтительно устанавливают аксиально центральной оси симметрии полой проводящей системы. Полой проводящей системе, которая выполняет роль микроволнового аппликатора, предпочтительно придают форму полого резонатора. Кроме того, предпочтительно, чтобы микроволны, не поглощаемые в полой проводящей системе, отражались на е конце. Конфигурация микроволнового аппликатора как резонатора отражательного типа обеспечивает локальное увеличение напряжнности электрического поля воздействием при той же самой мощности, обеспечиваемой генератором, и увеличивает энергию эксплуатации. Полый резонатор предпочтительно действует в режиме E01n, где n представляет собой целое число и определяет число максимумов напряжнности поля микроволн вдоль центральной оси симметрии резонатора. Во время этой операции электрическое поле направлено вдоль центральной оси симметрии полого резонатора. Оно имеет максимум в области центральной оси симметрии и уменьшается до значения,равного 0, в направлении к внешней поверхности. Конфигурация поля является осесимметричной вокруг центральной оси симметрии. В зависимости от требуемой скорости потока реакционной смеси через реакционную трубку, требуемую температуру и требуемое время нахождения в резонаторе длину резонатора выбирают в соответствии с длиной волны используемого микроволнового излучения, n предпочтительно является целым числом от 1 до 200, более предпочтительно от 2 до 100, а именно от 4 до 50 и главным образом от 3 до 20, например 3-7 или 8. Микроволновая энергия может быть инжектирована в полую проводящую систему, которая выполняет роль микроволнового аппликатора благодаря отверстиям или прорезям подходящих размеров. В варианте осуществления, особенно предпочтительном согласно настоящему изобретению, аммониевую соль облучают микроволнами в реакционной трубке, находящейся в полой проводящей системе с коаксиальным переключением микроволн. Микроволновые устройства, особенно предпочтительные для этого способа, состоят из полого резонатора, соединительного устройства для инжектирования микроволно-5 017153 вого поля в полый резонатор и одного входа на каждой из противоположных торцевых стенок для прохождения реакционной трубки через резонатор. Микроволны предпочтительно инжектируются в полый резонатор при помощи соединительного стержня, который входит в полый резонатор. Соединительный стержень предпочтительно имеют форму предпочтительно металлической внутренней проводящей трубки, которая выполняет роль соединительной антенны. В особенно предпочтительном варианте осуществления этот соединительный стержень выходит через одно из дроссельных отверстий в полый резонатор. Реакционная трубка более предпочтительно соединяется с внутренней трубкой проводящей системы коаксиального переходного участка и, главным образом, проходит через е полость в полость резонатора. Реакционную трубку предпочтительно устанавливают аксиально центральной оси симметрии полого резонатора, в котором полость резонатора предпочтительно имеет один вход на каждой из противоположных торцевых стенок для прохождения реакционной трубки. Микроволны могут поступать в соединительный стержень или во внутреннюю проводящую трубку,которые выполняют роль соединяющей антенны, например, при помощи коаксиальной соединительной линии. В предпочтительном варианте осуществления микроволновое поле доставляют к резонатору посредством полой проводящей системы, в последнем случае конец соединительного стержня, выходящего из полого резонатора, проходит в полую проводящую систему через отверстие в стенке полой проводящей системы, поглощает микроволновую энергию из полой проводящей системы и инжектирует е в резонатор. В конкретном варианте осуществления соль облучают микроволнами в реакционной трубке, прозрачной в отношении микроволн, которая является аксиально симметричной внутри E01n круглой полой проводящей системы с коаксиальным переключением микроволн. В этом случае реакционную трубку проводят через полость внутренней проводящей трубки, которая выполняет роль соединительной антенны в полости резонатора. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления соль облучают микроволнами в реакционной трубке, прозрачной в отношении микроволн, которая проходит через полый резонатор E01n с аксиальной подачей микроволн, причм длина полости резонатора является таковой, что n = 2 или образуется большее число максимумов поля микроволн. В дополнительном варианте предпочтительного осуществления соль облучают микроволнами в реакционной трубке, прозрачной в отношении микроволн, которая является аксиально симметричной внутри круглой цилиндрической E01n полости резонатора с коаксиальным переключением микроволн, причм длина полости резонатора является таковой, что n = 2 или образуется большее число максимумов поля микроволн. Микроволновые генераторы, например магнетрон, клистрон и гиротрон, известны специалистам в данной области. Реакционные трубки, используемые для осуществления способа согласно настоящему изобретению,предпочтительно производят главным образом из прозрачного в отношении микроволн, высокоплавкого материала. Особое преимущество отдают использованию неметаллических реакционных трубок. "Главным образом прозрачные в отношении микроволн" означает в данном контексте материалы, которые поглощают минимальное количество микроволновой энергии и превращают их в тепло. Мерой, используемой для характеристики способности вещества поглощать микроволновую энергию и превращать е в тепло, часто является фактор диэлектрических потерь, tan= "/'. Фактор диэлектрических потерь, tan, определяют как отношение диэлектрических потерь " к диэлектрической константе '. Примеры величин tanразличных материалов представлены, например, в D. Bogdal, Microwave-assisted Organic Synthesis, Elsevier 2005. Для реакционных трубок, пригодных согласно настоящему изобретению, предпочтительны материалы со значениями tan , измеренными при 2,45 Гц и 25C, меньше чем 0,01, особенно меньше чем 0,005 и, главным образом, меньше чем 0,001. Предпочтительные прозрачные к микроволнам и термически стабильные материалы в первую очередь включают в себя материалы на основе минералов,например кварца, оксида алюминия, оксида циркония и т.п. Другими подходящими материалами для трубок являются термостойкие пластики, например, в особенности фторполимеры, например тефлон и промышленные пластики, например полипропилен или полиарилэфиркетоны, например стеклянное волокно, армированное полиэфирэфиркетоном (PEEK). Было показано, что для того, чтобы выдерживать температурные условия в процессе реакции, особенно подходят минералы, например кварц или оксид алюминия, покрытые этими пластиками. Реакционные трубки, особенно подходящие для способа согласно настоящему изобретению, имеют внутренний диаметр от 1 мм до приблизительно 50 см, главным образом от 2 мм до 35 см, например от 5 мм до 15 см. Здесь под реакционными трубками подразумевают сосуды, у которых отношение длины к диаметру более 5, предпочтительно от 10 до 100000, более предпочтительно от 20 до 10000, например от 30 до 1000. Здесь под длиной реакционной трубки подразумевают длину реакционной трубки, через которую проходит микроволновое излучение. В реакционную трубку могут быть введены перегородки и/или другие составные части. Полые резонаторы E01, особенно подходящие для способа согласно настоящему изобретению, предпочтительно имеют диаметр, который соответствует, по меньшей мере, половине длины волны используемого микроволнового излучения. Диаметр полости резонатора предпочтительно составляет величину-6 017153 от 1,0 до 10 раз, более предпочтительно от 1,1 до 5 раз и особенно от 2,1 до 2,6 раз, вдвое меньшую длины волны используемого микроволнового излучения. Полый резонатор E01 имеет предпочтительно круглое поперечное сечение, что также соотносится с круглой полой проводящей системой E01. Она более предпочтительно имеет цилиндрическую форму и особенно циркулярную цилиндрическую форму. Реакционная трубка обычно снабжена на входе дозировочным насосом и манометром, а на выходе устройством для поддержания давления и теплообменником. Это позволяет проводить реакции в широком диапазоне давлений и температур. Превращение амина и жирной кислоты в аммониевую соль может быть проведено непрерывным,периодическим или же полупериодическими способами. Таким образом, получение аммониевой соли может быть проведено в восходящем потоке (полу)периодическим способом, например, в перемешиваемом сосуде. Аммониевую соль предпочтительно получают in situ и не выделяют. В предпочтительном варианте осуществления каждый из реагентов, амин и жирную кислоту, каждый в отдельности, необязательно разбавленные растворителем, только быстро смешивают перед введением в реакционную трубку. Например, было показано, что особенно полезно проводить реакцию амина с карбоновой кислотой для получения аммониевой соли в зоне смешивания, из которой аммониевую соль необязательно после промежуточного охлаждения подают в реакционную трубку. Кроме того, предпочтительно, чтобы реагенты доставляли согласно способу настоящего изобретения в жидком виде. С этой целью можно использовать относительно высокоплавкие или относительно высоковязкие реагенты, например, находящиеся в расплавленном состоянии и/или в смеси с растворителем, например, в виде раствора, дисперсии или эмульсии. Если нужно, к одному из реагентов или в реакционную смесь перед введением в реакционную трубку можно добавить катализатор. Возможно также перерабатывать тврдую, порошкообразную и гетерогенную системы способом согласно настоящему изобретению, в таком случае для подачи реакционной смеси только требуется подходящее промышленное оборудование. Аммониевую соль можно загружать в реакционную трубку либо с конца, связанного с внутренней направляющей трубкой, либо с противоположного конца. При изменении поперечного сечения трубки, длины облучнной зоны (здесь подразумевается длина реакционной трубки, в которой реакционную смесь подвергают действию микроволнового излучения),скорости потока, геометрии полости резонатора, интенсивности инжектируемых микроволн и достигаемой температуры условия реакции фиксируют таким образом, чтобы максимальная температура реакции устанавливалась как можно быстрее и время взаимодействия при максимальной температуре оставалось достаточно коротким для того, чтобы побочные реакции или дополнительные реакции протекали как можно медленнее. Для завершения реакции реакционную смесь можно пропускать через реакционную трубку более одного раза, необязательно после промежуточного охлаждения. Было показано, что во многих случаях полезно охлаждать продукт реакции сразу же после выхода из реакционной трубки, например, охлаждением водяной рубашки или декомпрессией. В случае медленных реакций было показано,что часто бывает полезным выдерживать продукт реакции при температуре проведения реакции в течение некоторого времени после того, как он выходит из реакционной трубки. Преимуществом способа согласно настоящему изобретению является высокая гомогенность облучения реакционной смеси в центре симметричной микроволновой области внутри реакционной трубки,продольная ось которой проходит в направлении распространения микроволн мономодальным микроволновым аппликатором и особенно внутри полости резонатора E01, например, с коаксиальным переключением. Дизайн реактора позволяет проводить реакции также при очень высоких давлениях и/или температурах. При увеличении температуры/или давления наблюдается значительное увеличение степени конверсии и выхода даже в сравнении с известными микроволновыми реакторами, без того, чтобы оно приводило к нежелательным побочным реакциям и/или обесцвечиванию. Удивительно, что это обеспечивает очень высокую эффективность использования микроволновой энергии, инжектируемой в полый резонатор, которая обычно более чем на 50%, часто более чем на 80%, в некоторых случаях более чем на 90% и в отдельных случаях более чем на 95%, например более чем на 98%, инжектируемой микроволновой мощности, и поэтому дат экономические,а также и экологические преимущества над обычными способами получения, а также над ранее применявшимися микроволновыми способами. Кроме того, способ согласно настоящему изобретению делает возможным осуществление контролируемого, наджного и воспроизводимого режима реакции. Поскольку реакционная смесь в реакционной трубке перемещается параллельно направлению распространения микроволн, известное явление перегрева в результате неконтролируемого распределения напряжнности поля, приводящего к локальному перегреву в результате изменения интенсивности поля, например, в максимумах и точках пересечения,компенсируется течением реакционной смеси. Указанные преимущества также позволяют работать с высокими микроволновыми мощностями, например более чем 10 кВт или более чем 100 кВт, и таким образом в совокупности с исключительно короткой продолжительностью пребывания в полости резонатора достигать получения большого количества продукции, составляющего 100 или более тонн в год на одном предприятии. Особенно удивительно, что, несмотря на исключительно короткую продолжительность пребывания аммониевой соли в микроволновом поле, проточной трубки при непрерывном потоке, происходит реаль-7 017153 ное амидирование с конверсией обычно больше 80%, часто даже больше чем 90%, например больше чем 95%, в расчте на компонент, используемый в недостатке, без значительного образования побочных продуктов. При соответствующем превращении этих аммониевых солей в проточной трубке таких же размеров с обогреваемой водяной рубашкой достижение подходящих температур реакции требует чрезвычайно высоких температур стенки, что приводит к образованию окрашенных продуктов и только к незначительному образованию амидов за то же время. Повышение температуры, вызванное микроволновым излучением, предпочтительно ограничивают максимумом, равным 500C, например, регулированием изменения микроволновой интенсивности скорости потока и/или охлаждением реакционной трубки, например, потоком азота. Было показано, что особенно полезно проводить реакцию при температурах в диапазоне от 150 и максимально до 400C и особенно от 180 и максимально до 300C, например при температурах от 200 до 270C. Продолжительность микроволнового облучения зависит от различных факторов, например геометрии реакционной трубки, инжектируемой микроволновой энергии, конкретной реакции и требуемой степени конверсии. Обычно микроволновое облучение проводят в течение менее 30 мин, предпочтительно в диапазоне от 0,01 с до 15 мин, более предпочтительно 0,1 с до 10 мин и особенно от 1 с до 5 мин, например от 5 с до 2 мин. Интенсивность (силу) микроволнового излучения регулируют таким образом, чтобы реакционная смесь имела желаемую максимальную температуру, когда она выходит из полого резонатора. В предпочтительном варианте осуществления продукт реакции непосредственно после окончания микроволнового облучения как можно быстрее охлаждают до температур ниже 120C, предпочтительно ниже 100C и, главным образом, ниже 60C. Реакцию предпочтительно проводят под давлением от 0,01 до 500 бар и более предпочтительно между 1 бар (атмосферном давлении) и 150 бар и, главным образом, между 1,5 и 100 бар, например между 3 и 50 бар. Было показано, что особенно эффективно работать при умеренном давлении, что включает в себя работу выше температуры кипения (при стандартном давлении) реагентов или продуктов или любых присутствующих растворителей и/или выше температуры кипения воды, образующейся в процессе реакции. Более предпочтительно давление устанавливают на достаточно высоком уровне, чтобы реакционная смесь оставалась в жидком состоянии в процессе микроволнового облучения и не кипела. Было показано, что во избежание побочных реакций и для получения продуктов максимальной чистоты целесообразно использовать реагенты и продукты в присутствии инертного защищающего газа,например азота, аргона или гелия. В предпочтительном варианте осуществления реакцию ускоряют или завершают, работая в присутствии дегидратирующих катализаторов. Предпочтение отдают работе в присутствии кислых неорганических, металлоорганических или органических катализаторов или смесей двух или нескольких из этих катализаторов. Кислые неорганические катализаторы в контексте настоящего изобретения включают в себя, например, серную кислоту, фосфорную кислоту, фосфоновую кислоту, гипофосфорную кислоту, гидрат сульфида алюминия, квасцы, кислый силикагель и кислый гидроксид алюминия. Кроме того, например,соединения алюминия общей формулы Al(OR15)3 и титанаты общей формулы Ti(OR15)4 используют в качестве кислых неорганических катализаторов, где каждый из радикалов R15 может быть одинаковым или различным и каждый независимо выбирают из C1-C10-алкильных радикалов, например метильного,этильного, н-пропильного, изопропильного, н-бутильного, изобутильного, втор-бутильного, третбутильного,н-пентильного,изопентильного,втор-пентильного,неопентильного,1,2 диметилпропильного, изоамильного, н-гексильного, втор-гексильного, н-гептильного, н-октильного, 2 этилгексильного, н-нонильного или н-децильного, C3-C12-циклоалкильных радикалов, например циклопропильного, циклобутильного, циклопентильного, циклогексильного, циклогептильного, циклооктильного, циклононильного, циклодецильного, циклоундецильного и циклододецильного; предпочтение отдают циклопентилу, циклогексилу и циклогептилу. Каждый из радикалов R15 в Al(OR15)3 или Ti(OR15)4 предпочтительно является одинаковым или его выбирают из изопропила, бутила и 2-этилгексила. Предпочтительными кислыми металлоорганическими катализаторами являются, например, катализаторы, выбранные из оксидов диалкилолова (R15)SnO, где R15 представляет собой радикал, определнный выше. Особенно предпочтительным представителем кислых металлоорганических катализаторов является оксид ди-н-бутилолова, который коммерчески доступен как "оксоолово" или под торговой маркой Fascat. Предпочтительными кислыми органическими катализаторами являются кислотные органические соединения, содержащие, например, фосфатные группы, сульфогруппы, сульфатные группы или группы фосфоновой кислоты. Особенно предпочтительные сульфоновые кислоты содержат по меньшей мере одну сульфогруппу и по меньшей мере один насыщенный или ненасыщенный, линейный, разветвлнный и/или циклический углеводородный радикал, содержащий 1-40 атомов углерода и предпочтительно содержащий 3-24 атома углерода. Особенно предпочтительными являются ароматические сульфоновые кислоты, особенно алкилароматические моносульфоновые кислоты, содержащие один или несколько С 1 С 28-алкильных радикалов и особенно содержащие С 3-С 22-алкильные радикалы. Подходящими примерами-8 017153 являются метансульфоновая кислота, бутансульфоновая кислота, бензолсульфоновая кислота, птолуолсульфоновая кислота, ксилолсульфоновая кислота, 2-мезитиленсульфоновая кислота, 4 этилбензолсульфоновая кислота, изопропилбензолсульфоновая кислота, 4-бутилбензолсульфоновая кислота, 4-октилбензолсульфоновая кислота; додецилбензолсульфоновая кислота, дидодецилбензолсульфоновая кислота, нафталинсульфоновая кислота. Также в качестве кислотных органических катализаторов можно использовать кислотные ионообменники, например сульфосодержащие полистирольные смолы, сшитые приблизительно 2 мол.% дивинилбензола. Особое предпочтение для осуществления способа согласно настоящему изобретению отдают борной, фосфорной, полифосфорной и полистиролсульфоновой кислотам. Особенно предпочтительны титанаты общей формулы Ti(OR15)4 и особенно титантетрабутоксид и титантетраизопропоксид. Если необходимо использовать кислые неорганические, металлоорганические или органические катализаторы согласно настоящему изобретению, используют от 0,01 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,02 до 2 мас.% катализатора. В особо предпочтительном варианте осуществления катализатор не используют. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления микроволновое облучение проводят в присутствии кислых тврдых катализаторов. Оно включает в себя суспендирование тврдого катализатора в аммониевой соли, необязательно смешанной с растворителем, или преимущественно пропускание аммониевой соли, необязательно смешанной с растворителем, над закреплнным слоем катализатора и действие микроволнового излучения. Подходящими тврдыми катализаторами являются, например, цеолиты, силикагель, монтмориллонит и (частично) сшитая полистиролсульфоновая кислота, которая может быть необязательно включена в состав каталитически активных солей металла. Подходящие кислотные ионообменники на основе полистиролсульфоновой кислоты, которые могут быть использованы в качестве твердофазных катализаторов, могут быть получены, например, от фирмы RohmHaas под торговой маркой Amberlyst. Показано, что целесообразно работать в присутствии растворителей для того, чтобы снизить вязкость реакционной среды и/или образовать суспензию, если реакционная смесь является гетерогенной. С этой целью в принципе можно использовать все растворители, инертные в используемых условиях реакции и не взаимодействующие с реагентами или образующимися продуктами. Важным фактором в выборе подходящих растворителей является их полярность, которая, во-первых, определяет их растворяющие свойства и, во-вторых, степень взаимодействия с микроволновым излучением. Особенно важным фактором в выборе подходящих растворителей являются их диэлектрические потери ". Диэлектрические потери " представляют собой долю микроволнового излучения, которое превращается в тепло при взаимодействии вещества с микроволновым излучением. Было показано, что последняя величина является особенно важным критерием пригодности растворителя для осуществления способа согласно настоящему изобретению. Было показано, что особенно целесообразно работать в растворителях, которые обладают минимальным микроволновым поглощением и поэтому вносят только небольшой вклад в нагревание реакционной системы. Предпочтительные растворители для способа согласно настоящему изобретению имеют величину диэлектрических потерь ", измеренную при комнатной температуре и 2450 МГц,меньшую 10 и предпочтительно меньшую 1, например меньше чем 0,5. Обзор диэлектрических потерь различных растворителей может быть найден, например, в "Microwave Synthesis" von В.L. Hayes, СЕМPublishing 2002. Подходящими растворителями для способа согласно настоящему изобретению главным образом являются те, которые имеют величины " меньше чем 10, такие, как N-метилпирролидон, N,Nдиметилформамид или ацетон, и особенно растворители с величинами " меньше чем 1. Примерами особенно предпочтительных растворителей с величинами ", меньше чем 1, являются ароматические и/или алифатические углеводороды, например толуол, ксилол, этилбензол, тетралин, гексан, циклогексан, декан, пентадекан, декалин, а также коммерческие углеводородные смеси, например фракции бензина, керосина, растворитель Naphtha, Shellsol AB, Solvesso 150, Solvesso 200, Exxsol, Isopar и Shellsolпродукты. Смеси растворителей, имеющие значения " предпочтительно ниже 10 и особенно ниже 1, в равной степени предпочтительны для осуществления способа согласно настоящему изобретению. В принципе способ согласно настоящему изобретению также выполним в растворителях с более высокими значениями ", например 5 или выше, такими как те, которые, главным образом, имеют значения ", равные 10 или выше. Однако наблюдаемое ускоренное нагревание реакционной смеси требует специальных мер для приведения в соответствие с максимальными температурами. При работе в присутствии растворителей их доля в реакционной смеси равна предпочтительно от 2 до 95 мас.%, главным образом от 5 до 90 мас.% и особенно от 10 до 75 мас.%, например от 30 до 60 мас.%. Особое предпочтение отдают проведению реакции в отсутствие растворителей. Микроволны относятся к электромагнитным лучам с длиной волны приблизительно от 1 см до 1 м и частотами приблизительно от 300 МГц до 30 ГГц. Такой интервал частот в принципе пригоден для осуществления способа согласно настоящему изобретению. Для осуществления способа согласно настоящему изобретению предпочтение отдают использованию микроволнового излучения с частотами,установленными для промышленного, научного и медицинского применения, например с частотами,-9 017153 равными 915 МГц, 2,45, 5,8 или 27,12 ГГц. Интенсивность микроволн, инжектируемых в полый резонатор для осуществления способа согласно настоящему изобретению, главным образом, зависит от геометрии реакционной трубки, а, следовательно, и от реакционного объма и от необходимой продолжительности облучения. Она обычно находится в диапазоне от 200 Вт до нескольких сотен кВт и, главным образом, от 500 Вт до 100 кВт, например от 1 до 70 кВт. Она может быть генерирована при помощи одного или нескольких микроволновых генераторов. В предпочтительном варианте осуществления реакцию проводят в инертной трубке, выдерживающей давление, в этом случае вода, образующаяся в результате реакции, и, возможно, реагенты и, если присутствует, растворитель приводят к повышению давления. После завершения реакции повышенное давление может быть использовано путм декомпрессии для испарения и удаления воды, образующейся в результате реакции, избытка реагентов и некоторых растворителей и/или охлаждения продукта реакции. В дополнительном варианте осуществления образующуюся в ходе реакции воду после охлаждения и/или декомпрессии удаляют обычными способами, например фазовым разделением, отгонкой, отдувкой, однократным испарением и/или адсорбцией. Для завершения реакции во многих случаях было показано, что полученный неочищенный продукт после удаления реакционной воды и, если это уместно, выгруженный продукт и/или побочный продукт целесообразно вновь подвергнуть микроволновому облучению, в этом случае используемое соотношение реагентов может быть увеличено для замены израсходованных или недостающих реагентов. Обычно чистота алканоламидов, полученных патентоспособным способом, достаточна для дальнейшего использования. Однако при особых требованиях они могут быть дополнительно очищены обычными способами очистки, например перегонкой, перекристаллизацией, фильтрацией или хроматографическими способами. Способ согласно настоящему изобретению дат возможность очень быстрого, энергосберегающего и недорогого получения в промышленных масштабах алканоламидов жирных кислот с высокими выходами и высокой чистотой. Абсолютно гомогенное облучение аммониевой соли в центре осесимметричного микроволнового поля обеспечивает безопасный, контролируемый и воспроизводимый режим реакции. В то же время очень высокая эффективность эксплуатации поступающей микроволновой энергии обеспечивает экономическую целесообразность, определенно превышающую известные способы получения. В этом способе не образуется значительных количеств побочных продуктов. Более конкретно, алканоламиды, полученные способом согласно настоящему изобретению, содержат только небольшое количество сложных эфиров алканоламина и сложных эфиров амидов. Поэтому их водные растворы являются прозрачными и в отличие от соответствующих алканоламидов жирных кислот, полученных термической конденсацией, не обладают мутностью, характерной для сложных эфиров амидов. Собственный цвет амидов, полученных согласно настоящему изобретению, соответствуют цветовому индексу по Хазену (по DIN/ISO 6271), меньшему 200 и в некоторых случаях меньшему 150,например меньшему 100, в то время как цветовые индексы Хазена, меньшие 250, недостижимы при использовании обычных способов без дополнительных стадий. Кроме того, поскольку алканоламиды, полученные способом согласно настоящему изобретению, не содержат остатков конденсирующих реагентов или продуктов их превращения, образующихся в результате реакции, они также могут быть использованы без труда в токсикологически чувствительных областях, например в разработке косметических и фармацевтических препаратов. Алканоламиды, полученные способом согласно настоящему изобретению, на основе исключительно жирных кислот и производных жирных кислот, содержат предпочтительно менее 5 мол.%, главным образом менее 2 мол.% и, главным образом, практически не содержат сложных эфиров или амидоэфиров, образующихся при ацилировании гидроксильной группы алканоламина. Под "практически не содержащими сложных эфиров или сложных эфиров амидов" подразумеваются алканоламиды, в которых общее содержание сложных эфиров или амидоэфиров составляет менее 1 мол.% и не может быть определено обычными аналитическими способами, например 1 Н-ЯМРспектроскопией. Такие быстрые и селективные реакции не могут быть проведены обычными способами и нельзя ожидать, что они могут быть проведены только нагреванием до высоких температур. Продукты, полученные способом согласно настоящему изобретению, часто являются достаточно чистыми, что не требует дальнейшей переработки и дополнительных технологических стадий. Примеры Превращение аммониевой соли при микроволном облучении проводят в керамической трубке (601 см), которая расположена аксиально симметрично в цилиндрической полости резонатора (6010 см). На одной из торцевых сторон полости резонатора керамическая трубка проходит через полость внутренней проводящей трубки, выполняющей функцию соединительной антенны. Микроволновое поле с частотой,равной 2,45 ГГц, генерируемое магнетроном, инжектируют в полый резонатор при помощи соединительной антенны (аппликатор полости E01, одномодовый). Микроволновую интенсивность в каждом случае устанавливают во время эксперимента так, чтобы- 10017153 нужная температура реакционной смеси в конце зоны облучения оставалась постоянной. Таким образом,микроволновые интенсивности, упомянутые в описании экспериментов, представляют собой среднюю величину микроволновой интенсивности, инжектированной за время эксперимента. Измерение температуры реакционной смеси проводят непосредственно после того, как она выходит из зоны реакции (расстояние приблизительно 15 см в изолированном капилляре из нержавеющей стали, диаметр 1 см) при помощи температурного сенсора Pt100. Микроволновая энергия, непосредственно не поглощнная реакционной смесью, отражается на торцевой стороне полого резонатора с противоположной стороны от соединительной антенны; микроволновую энергию, которая также не поглощается реакционной смесью на обратном пути и отражается обратно по направлению к магнетрону, пропускают при помощи системы призм (циркулятора) в сосуд, содержащий воду. Разницу между инжектированной энергией и энергией,нагревающей эту водную нагрузку, используют для расчта микроволновой энергии, введнной в реакционную смесь. При помощи насоса высокого давления и подходящего клапана для сброса давления рабочее давление реакционной смеси в реакционной трубке устанавливают таким образом, чтобы оно было достаточным для поддержания всех реагентов и продуктов конденсации в течение всего времени в жидком состоянии. Аммониевые соли, полученные из жирных кислот и аминов, прокачивают с постоянной скоростью потока через реакционную трубку и время нахождения в зоне облучения регулируют изменением скорости потока. Продукты анализируют 1H-ЯМР-спектроскопией при 500 МГц в CDCl3. Свойства определяют атомно-адсорбционной спектроскопией. Пример 1. Получение моноэтаноламида жирной кислоты кокосового масла. Перемешиваемый автоклав Bchi на 10 л вначале загружают 5,1 кг расплавленной жирной кислотой кокосового масла (25 моль) и медленно при постепенном охлаждении добавляют 1,5 кг этаноламина (25 моль). В процессе экзотермической реакции образуется этаноламмониевая соль жирной кислоты кокосового масла. Полученную таким образом расплавленную аммониевую соль непрерывно прокачивают через реакционную трубку со скоростью 5,0 л/ч при 120C и при рабочем давлении, равном 25 бар, и подвергают микроволновому облучению мощностью 2,2 кВт, 90% которых поглощается реакционной смесью. Время нахождения реакционной смеси в зоне облучения составляет приблизительно 34 с. В конце реакционной трубки реакционная смесь имеет температуру, равную 265C. Достигнута конверсия, равная 94% от теоретической. Продукт реакции практически бесцветен. После удаления воды, образующейся в реакции, и избытка этаноламина отгонкой получают 6,0 кг моноэтаноламида жирной кислоты кокосового масла с чистотой, равной 93,5%. Полученный таким образом моноэтаноламид жирной кислоты кокосового масла содержит суммарно менее 1 мол.% сложного эфира или амидоэфира. Пример 2. Получение N-(2-гидроксиэтил)лауринамида. Перемешиваемый автоклав Bchi на 10 л вначале загружают 4,0 кг расплавленной лауриновой кислотой (20 моль) и медленно при постепенном охлаждении добавляют 1,34 кг этаноламина (22 моль). В процессе экзотермической реакции образуется моноэтаноламмониевая соль лауриновой кислоты. Полученную таким образом расплавленную аммониевую соль непрерывно прокачивают через реакционную трубку со скоростью 5,0 л/ч при 120C и при рабочем давлении, равном 25 бар, и подвергают микроволновому облучению мощностью 2,2 кВт, 92% которых поглощается реакционной смесью. Время нахождения реакционной смеси в зоне облучения составляет приблизительно 34 с. В конце реакционной трубки реакционная смесь имеет температуру, равную 270C. Достигнута конверсия, равная 96% от теоретической. Продукт реакции имеет слабо желтоватый цвет. После удаления воды, образующейся в реакции, отгонкой и избытка этаноламина получают 4,7 кгN-(2-гидроксиэтил)лауринамида с чистотой, равной 95%. Полученный таким образом N-моноэтаноламид лауриновой кислоты содержит суммарно менее 1,5 мол.% аминоэфира или амидоэфира. Пример 3. Взаимодействие лауриновой кислоты с 2-(2-аминоэтокси)этанолом. Перемешиваемый автоклав Bchi на 10 л вначале загружают 4,0 кг расплавленной лауриновой кислотой (20 моль) и медленно при постепенном охлаждении добавляют 2,1 кг 2-(2-аминоэтокси)этанола(20 моль). В процессе экзотермической реакции образуется аммониевая соль. Полученную таким образом расплавленную аммониевую соль непрерывно прокачивают через реакционную трубку со скоростью 4,0 л/ч при 90C и при рабочем давлении, равном 20 бар, и подвергают микроволновому облучению мощностью 2,9 кВт, 95% которых поглощается реакционной смесью. Время нахождения реакционной смеси в зоне облучения составляет приблизительно 42 с. В конце реакционной трубки реакционная смесь имеет температуру, равную 265C. Достигнута конверсия, равная 95% от теоретической. Продукт реакции имеет желтоватый цвет. После удаления воды, образующейся в реакции, отгонкой получают 5,6 кг N-лауроил-2-(2 аминоэтокси)этаноламида с чистотой, равной 94%. Полученный таким образом N-лауроил-2-(2 аминоэтокси)этаноламид содержит менее 1 мол.% аминоэфира и амидоэфира.- 11017153 Пример 4. Получение бис-(2-гидроксиэтил)олеоамида. Перемешиваемый автоклав Bchi на 10 л вначале загружают 4,0 кг технической олеиновой кислотой (20 моль) и медленно при постепенном охлаждении добавляют 2,1 кг диэтаноламина (20 моль). В процессе экзотермической реакции образуется аммониевая соль. Полученную таким образом расплавленную аммониевую соль непрерывно прокачивают через реакционную трубку со скоростью 9,3 л/ч при 100C и при рабочем давлении, равном 25 бар, и подвергают микроволновому облучению мощностью 3,5 кВт, 93% которых поглощается реакционной смесью. Время нахождения реакционной смеси в зоне облучения составляет приблизительно 18 с. В конце реакционной трубки реакционная смесь имеет температуру, равную 275C. Достигнута конверсия, равная 96% от теоретической. Продукт реакции имеет желтоватый цвет. После удаления воды, образующейся в реакции, отгонкой и избытка этаноламина получают 7,1 кг бис-(2 гидроксиэтил)олеоамида с чистотой, равной 95%. Полученный таким образом бис-(2 гидроксиэтил)олеоамид содержит менее 1 мол.% аминоэфира или амидоэфира. Сигналы 1 Н-ЯМР олефиновых протонов продукта не изменяются в отношении характера расщепления и интегралов по сравнению с олеиновой кислотой. Пример 5. Получение диэтаноламида жирной кислоты кокосового масла. Перемешиваемый автоклав Bchi на 10 л вначале загружают 5,1 кг расплавленной жирной кислотой кокосового масла (25 моль) и медленно при постепенном охлаждении добавляют 2,6 кг диэтаноламина(25 моль). В процессе экзотермической реакции образуется этаноламмониевая соль жирной кислоты кокосового масла. Полученную таким образом расплавленную аммониевую соль непрерывно прокачивают через реакционную трубку со скоростью 5 л/ч при 110C и при рабочем давлении, равном 25 бар, и подвергают микроволновому облучению мощностью 2,0 кВт, 92% которых поглощается реакционной смесью. Время нахождения реакционной смеси в зоне облучения составляет приблизительно 34 с. В конце реакционной трубки реакционная смесь имеет температуру, равную 270C. Достигнута конверсия, равная 92% от теоретической. Продукт реакции практически бесцветен. После удаления воды, образующейся в реакции, отгонкой и избытка диэтаноламина получают 7,1 кг моноэтаноламида жирной кислоты кокосового масла с чистотой, равной 91%. Полученный таким образом моноэтаноламид жирной кислоты кокосового масла содержит суммарно менее 1 мол.% аминоэфира или амидоэфира. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Непрерывный способ получения алканоламидов жирных кислот реакцией по меньшей мере одной жирной кислоты формулы (I) в которой R3 представляет собой алифатический углеводородный радикал, содержащий от 5 до 50 атомов углерода по меньшей мере с одним амином формулы (II) в которой R1 представляет собой углеводородный радикал, несущий по меньшей мере одну гидроксильную группу и содержащий от 1 до 50 атомов углерода;R2 представляет собой водород, или R1 представляет собой углеводородный радикал, содержащий от 1 до 50 атомов углерода, или R1 представляет собой группу формулы (III) в которой В представляет собой алкиленовый радикал, содержащий 2-10 атомов углерода;R2 представляет собой группу формулы (IV) в которой В представляет собой алкиленовый радикал, содержащий от 2 до 10 атомов углерода;R5 представляет собой углеводородный радикал, содержащий 1-24 атома углерода; илиR2 представляет собой алкильные радикалы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода, или алкенильные радикалы, содержащие от 2 до 20 атомов углерода, с образованием аммониевой соли и последующим превращением этой аммониевой соли в алканоламид жирной кислоты при микроволновом облучении в реакционной трубке, продольная ось которой проходит в направлении распространения микроволн из мономодового микроволнового аппликатора. 2. Способ по п.1, в котором соль облучают микроволнами в реакционной трубке, в значительной степени прозрачной в отношении микроволн, внутри полой проводящей системы, соединнной при помощи волновода с микроволновым генератором. 3. Способ по одному или нескольким из пп.1 и 2, в котором микроволновой аппликатор имеет фор- 12017153 му полого резонатора. 4. Способ по одному или нескольким из пп.1-3, в котором микроволновой аппликатор имеет форму полого резонатора отражательного типа. 5. Способ по одному или нескольким из пп.1-4, в котором реакционную трубку устанавливают аксиально центральной оси симметрии полой проводящей системы. 6. Способ по одному или нескольким из пп.1-5, в котором соль облучают в полом резонаторе с коаксиальным переключением микроволн. 7. Способ по одному или нескольким из пп.1-6, в котором полый резонатор действует по типу E01n,где n является целым числом от 1 до 200. 8. Способ по одному или нескольким из пп.1-7, в котором R3 представляет собой незамещнный алкильный радикал, содержащий от 5 до 50 атомов углерода. 9. Способ по одному или нескольким из пп.1-7, в котором R3 представляет собой углеводородный радикал, который содержит от 5 до 50 атомов углерода и нест один или несколько заместителей, выбранных из атомов галогена, C1-C5-алкоксильной, поли(С 1-С 5-алкокси)льной, поли(С 1-С 5 алкокси)алкильной, карбоксильной, амидной, циано, нитрильной, нитро, сульфо и арильной групп, которые содержат от 5 до 20 атомов углерода, в которых С 5-C20-арильные группы могут нести заместители,выбранные из атомов галогена, C1-C20-алкильной, С 2-С 20-алкенильной, C1-C5-алкоксильной, амидной,циано, нитрильной и нитрогрупп. 10. Способ по одному или нескольким из пп.1-9, в котором R3 содержит от 5 до 30 атомов углерода. 11. Способ по одному или нескольким из пп.1-10, в котором R3 содержит одну или несколько двойных связей. 12. Способ по одному или нескольким из пп.1-11, в котором R1 содержит от 2 до 20 атомов углерода. 13. Способ по одному или нескольким из пп.1-12, в котором R1 представляет собой группу формулы (III) в которой В представляет собой алкиленовый радикал, содержащий 2-10 атомов углерода;m находится в диапазоне от 1 до 500. 14. Способ по одному или нескольким из пп.1-13, в котором R2 представляет собой C1-C30 алкильную, C2-C30-алкенильную, C5-C12-циклоалкильную, C6-C12-арильную, С 7-C30-аралкильную, имеющую 5-12 членов цикла группу. 15. Способ по одному или нескольким из пп.1-13, в котором R2 представляет собой группу формулы (IV) в которой В представляет собой алкиленовый радикал, содержащий от 2 до 10 атомов углерода;R5 представляет собой углеводородный радикал, содержащий 1-24 атома углерода. 16. Способ по одному или нескольким из пп.1-13, в котором R2 представляет собой водород. 17. Способ по одному или нескольким из пп.1-15, в котором R2 представляет собой алкильные радикалы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода, или алкенильные радикалы, содержащие от 2 до 20 атомов углерода. 18. Способ по одному или нескольким из пп.1-17, в котором микроволновое облучение проводят при температурах от 150 до 500C. 19. Способ по одному или нескольким из пп.1-18, в котором микроволновое облучение проводят под давлением, превышающим атмосферное.

МПК / Метки

МПК: C07C 233/18, C07C 231/02

Метки: кислот, алканоламидов, жирных, непрерывный, получения, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/14-17153-nepreryvnyjj-sposob-polucheniya-alkanolamidov-zhirnyh-kislot.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Непрерывный способ получения алканоламидов жирных кислот</a>

Похожие патенты