Способ получения сложных эфиров


 


Владельцы патента RU 2453530:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров жирных кислот (C15-C22) и алифатических спиртов (C1-C5), используемых в качестве регуляторов вязкости поливинилхлоридных композиций и резинотехнических изделий. Способ характеризуется тем, что они получены переэтерификацией смеси глицериновых эфиров жирных кислот C15-C22, содержащихся в возобновляемом растительном сырье, спиртами C1-C5 при мольном соотношении масло : спирт, равном 1-5, на щелочных катализаторах при температуре, ограничивающейся температурой кипения спирта, отделением глицерина и последующей вакуумной перегонкой, с выходом 95-98% от теории при конверсии масла 95% за 3 часа. 2 табл.

 

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров жирных кислот (C15-C22), переэтерификацией глицериновых эфиров спиртами C1-C5 на щелочных катализаторах. В качестве исходного сырья использовали возобновляемое растительное сырье - растительное масло.

Указанные эфиры находят применение в качестве регуляторов вязкости в полимерных композициях, пластифицирующих добавок.

Для современной полимерной промышленности большое значение имеет модифицирование физико-химических свойств полимеров и изделий на их основе. Сами полимеры зачастую не обладают физико-химическими свойствами, необходимыми при формовке изделий. Для придания необходимых эксплуатационных свойств в их состав вводят большое количество добавок: стабилизаторы, пластификаторы, смазки и модификаторы прочности, антипирены, антиоксиданты, свето- и термостабилизаторы и другие. Весьма существенное влияние на качество полимеров оказывают регуляторы вязкости и пластифицирующие добавки. Полимерные материалы, полученные с их использованием, обладают высокими физико-механическими характеристиками.

В настоящее время известно не так много веществ, применяемых в качестве регуляторов вязкости [1-5], например, поливинилхлоридные пластизоли [1], глицидиловые эфиры поли(оксиалкилен)гликолей [2]. Предлагаются способы получения моноалкиловых эфиров моно- и диэтиленгликолей (этил-, бутилцеллозольвов и карбитолов), а также монометилового эфира пропиленгликоля [3]. Регулятор вязкости поливинилхлоридных пластизольных паст, получаемых компаундированием насыщенных ациклических углеводородов с алкилфенолами [4].

Общими недостатками известных решений являются дефицит сырьевой базы и нестабильность продуктов; сложность получения; неэкологичность производства; низкие температуры вспышки (<150°C); ограниченная совместимость с полимерами.

Известен способ получения сложных эфиров дикарбновых кислот C2-C6 и спиртов C5-C6 на основе отходов производства капролактама [5]. Полученная смесь сложных эфиров обладает высокими пластифицирующими свойствами, температура вспышки >185°С, может использоваться в качестве пластификатора и разбавителя для ПВХ композиций, резинотехнических изделий. Однако вследствие того, что исходным сырьем являются отходы производства капролактама, полученный продукт имеет темное окрашивание и ограниченное применение по цвету и запаху; не может быть применен в производстве строительных материалов, например линолеума.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - создание способа получения смеси сложных эфиров, применяемых в качестве регулятора вязкости широкого профиля, отвечающего экологическим и техническим требованиям, из возобновляемого растительного сырья.

Техническим результатом является разработка способа получения эфиров спиртов C15 и жирных кислот С1522 на основе возобновляемого растительного сырья. Поставленная задача решается переэтерификацией глицериновых эфиров жирных кислот, содержащихся в растительном масле, алифатическими спиртами C1-C5 на щелочных катализаторах.

где R1=C1522,

R21-C5.

Процесс осуществляли в избытке спирта при мольном соотношении масло : спирт = 1:5. Катализатор (KOH или NaOH) брали в расчете 1% от массы масла. Реакцию проводили в колбе с мешалкой при температурах, близких к комнатной (20-30°C). Гидроксид калия растворяли в спирте, а затем приливали масло. Перемешивание осуществляли около 3 часов. После непродолжительного отстаивания реакционная масса разделилась на два слоя: глицериновый (нижний) и эфирный (верхний). После отделения от глицерина эфирный слой промывали водой, подкисленной ортофосфорной кислотой, до получения pH≈7. Далее из органической массы вакуумной перегонкой отгоняли продукт - сложные эфиры жирных кислот.

Температура существенного влияния на процесс не оказывает и ограничивается температурой кипения спирта. В случае применения метанола и этанола реакцию можно проводить при комнатной температуре. При выборе оптимальных условий ведения процесса важны соотношения реагентов и количество катализатора. Было проведено 12 синтезов с метанолом при 30°C с разным соотношением реагентов и разным количеством катализатора (таблица 1). В результате конверсия ≈95% по маслу достигалась через разные промежутки времени от 2,5 до 7,5 часов.

Таблица 1
Время реакции в часах до достижения конверсии ≈95% по маслу
Мольное соотношение масло : спирт Количество катализатора от массы масла
0,5% 1% 1,5% 2%
1:3 7,5 6 6 7
1:5 6 3 3 4
1:10 4,5 2,5 2,5 3

Как видно из таблицы 1, при увеличении количества катализатора с 0,5 до 1% от массы масла скорость заметно увеличивается, время реакции сокращается. При дальнейшем увеличении концентрации катализатора изменений скорости не происходит.

Увеличение избытка спирта по отношению к маслу с трехкратного до десятикратного позволяет сократить время реакции более чем в 2 раза (при концентрации катализатора 1-1,5%). Однако большой избыток спирта нежелателен, т.к. необходима его регенерация после реакции и рецикл. К тому же при изменении соотношения масло : спирт от 1:5 до 1:10 наблюдается не более чем получасовое сокращение времени реакции.

Таким образом, оптимальными условиями процесса являются соотношение масло : спирт = 1:5 (мольное) и концентрация катализатора 1% от массы масла. В этих условиях за 3 часа выход сложных эфиров составляет 95-98% от теории при 95% конверсии исходного масла.

Отходом является глицерин-метанольная фракция. Метанол после отгонки возвращается в процесс, а глицерин после очистки может быть использован в качестве продукта для технических целей.

Полученный регулятор вязкости имеет прозрачную окраску, без запаха, класс опасности 4. Показатели:

молекулярная масса ~300 г/моль
температура вспышки в открытом тигле не ниже 172°C
плотность при 20°C 0,88 г/см3
число омыления 185 мг KOH/г

По основным показателям он соответствует отечественным и зарубежным образцам регуляторов вязкости, используемых в производстве линолеума (таблица 2).

Таблица 2
Сравнительные характеристики регуляторов вязкости
Показатели BYK-LP R21151, Германия Вегалон РВ-М, Россия Заявляемый регулятор вязкости
Плотность при 20°C, г/см3 0,87 0,75-0,85 0,8-0,9
Температура вспышки в открытом тигле, °C 140 155 172
Вязкость, мм2 н/б 115 10-20 2-5
Кислотное число, мг KOH/г Нет данных 10 5

Поскольку полученный результат в сравнении с описанными результатами не известен, предлагаемое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Источники информации

1. Патент РФ №2017756, опубл. 26.03.1992 г.

2. Патент РФ №2084454, опубл. 22.06.1995 г.

3. Патент РФ №2111988, опубл. 07.02.1994 г.

4. Патент РФ №2149865, опубл. 12.01.1999 г.

5. Патент РФ №2373188, опубл. 04.12.2007 г.

Способ получения сложных эфиров жирных кислот (C15-C22) и алифатических спиртов (C1-C5), используемых в качестве регуляторов вязкости поливинилхлоридных композиций и резинотехнических изделий, отличающийся тем, что они получены переэтерификацией смеси глицериновых эфиров жирных кислот C15-C22, содержащихся в возобновляемом растительном сырье, спиртами C1-C5 при мольном соотношении масло-спирт, равном 1÷5, на щелочных катализаторах, при температуре, ограничивающейся температурой кипения спирта, отделением глицерина и последующей вакуумной перегонкой, с выходом 95-98% от теории при конверсии масла 95% за 3 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения органических карбонатов и карбаматов. .

Изобретение относится к синтезу разветвленных олигомеров на основе производных гуанидинов. .

Изобретение относится к способу синтеза полифторсодержащих бициклических спиртов на основе 7-оксанорборненов в узловом положении, осуществляющийся в несколько этапов: синтез 2-фурфурилацетата путем ацилирования фурфурилового спирта уксусным ангидридом в присутствии безводного ацетата натрия; получение (5,5,6-трифтор-6-(трифторметил)-7-окса-бицикло)[2.2.1]гепт-2ен-1ил)метил ацетата реакцией [4+2]-циклоприсоединения 2-фурфурилацетата с гексафторпропиленом при 170°C в течение 8 часов; омыление (5,5,6-трифтор-6-(трифторметил)-7-окса-бицикло)[2.2.1]гепт-2ен-1ил)метил ацетата водно-спиртовым раствором щелочи до (5,5,6-трифтор-6-(трифторметил)-7-окса-бицикло)[2.2.1]гепт-2ен-1ил)метанола формулы C8H6F6O2 в течение часа.

Изобретение относится к способу получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер.

Изобретение относится к устройствам и способам для получения карбамида и может быть использовано в химической промышленности и промышленности по производству удобрений.

Изобретение относится к способу получения высококонцентрированного метилаля из формальдегида и метанола реакционно-ректификационным методом, включающему предварительное смешение водного раствора формальдегида и метанола, подачу полученной смеси в предреакционную зону, последующую подачу смеси непрореагировавших исходных реагентов, образовавшегося метилаля и воды в ректификационную колонну, имеющую реакционно-ректификационную зону, расположенную выше куба ректификационной колонны, подачу экстрагента в ректификационную зону колонны, расположенную выше реакционно-ректификационной зоны, конденсацию продукта, содержащего более 98 мас.% метилаля, отбираемого сверху колонны, очистку метилаля от содержащихся в нем примесей, характеризующемуся тем, что на предварительное смешение подают метанол в количестве от 95 до 50% от необходимого для осуществления способа, а оставшуюся часть метанола, в количестве от 5 до 50% от необходимого для осуществления способа, подают в ректификационную колонну ниже реакционно-ректификационной зоны и очистку метилаля проводят азеотропной ректификацией с изопентаном, подаваемым в количестве от 15 до 50% в расчете на количество очищаемого метилаля, с выделением в качестве кубового продукта целевого метилаля, а в качестве верхнего продукта смеси изопентана преимущественно с метилалем, метанолом и водой с последующей конденсацией и расслаиванием верхнего продукта на углеводородный и водный слои, возвратом части углеводородного слоя в колонну азеотропной ректификации в качестве флегмы, а оставшейся части углеводородного слоя в питание этой колонны и с возвратом водного слоя в ректификационную колонну ниже реакционно-ректификационной зоны.

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров (мет)акриловой кислоты (F) на основе спиртов, имеющих, по меньшей мере, одну углерод-углеродную тройную связь, характеризующемуся тем, что, по меньшей мере, один спирт, имеющий, по меньшей мере, одну углерод-углеродную тройную связь, формулы (1) где R1 означает водород, алкил, имеющий от 1 до 18 атомов углерода; алкил, имеющий от 2 до 18 атомов углерода, арил, имеющий от 6 до 12 атомов углерода, циклоалкил, имеющий от 5 до 12 атомов углерода, прерванные, при необходимости, одним или несколькими атомами кислорода и/или серы и/или одним или несколькими замещенными или незамещенными иминогруппами, или пятичленный-шестичленный гетероцикл, имеющий атомы кислорода, азота и/или серы, при этом названные остатки могут быть замещены соответственно арилом, алкилом, арилокси, алкилокси, гетероатомами и/или гетероциклами, и R2 означает алкилен, имеющий от 1 до 20 атомов углерода, циклоалкилен, имеющий от 5 до 12 атомов углерода, арилен, имеющий от 6 до 12 атомов углерода, или алкилен, имеющий от 2 до 20 атомов углерода, прерванный одним или несколькими атомами кислорода и/или серы, и/или одной или несколькими замещенными или незамещенными иминогруппами, и/или одной или несколькими группами циклоалкила, -(СО)-, -O(CO)O-, -(NH)(CO)O-, -O(CO)(NH)-, -O(CO)- или -(CO)О-, при этом названные остатки могут быть замещены соответственно арилом, алкилом, арилокси, алкилокси, гетероатомами и/или гетероциклами, n означает целое число от 0 до 3, предпочтительно от 0 до 2 и особенно предпочтительно от 1 до 2 и Xi для каждого i=0 до n независимо друг от друга можно выбрать из группы -CH 2-СН2-O-, -CH2-CH(CH3)-O-, -CH(CH3)-CH2-O-, -CH2 -C(CH3)2-O-, -C(CH3)2 -CH2-O-, -CH2-CHVin-O-, -CHVin-CH2 -O-,-CH2-CHPh-O- и -CHPh-CH2 -O-, предпочтительно из группы -CH2-CH2 -O-,-CH2-CH(CH3)-O- и -CH(CH3)-CH2-O-, и особенно предпочтительно -CH2-CH2-O-, где Ph означает фенил и Vin означает винил, причем гидроксигруппы спирта являются первичными или вторичными, этерифицируют в присутствии, по меньшей мере, одного фермента (Е) с (мет)акриловой кислотой или переэтерифицируют с, по меньшей мере, одним сложным эфиром (мет)акриловой кислоты (D).

Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, в частности к ароматическим олигоэфирам, которые могут быть использованы в качестве олигомеров для получения поликонденсационных полимеров.

Изобретение относится к новому способу получения 6-[3-(1-адамантил)-4-метоксифенил]-2-нафтойной кислоты формулы (I) посредством реакции Сузуки между 3-адамантил-4-метоксифенилбороновой кислотой формулы (II) и 6-бром-2-нафтойной кислотой формулы (III), причем взаимодействие между соединениями (II) и (III) проводят при температуре в интервале от 60 до 110°С, в течение от 30 мин до 24 час, в атмосфере инертного газа, в присутствии палладиевого катализатора и основания, в полярном растворителе с последующей обработкой кислотой.
Изобретение относится к усовершенствованным способам получения сложных алкиловых эфиров, которые могут быть использованы в качестве дизельного топлива, реакцией переэтерификации или этерификации.

Изобретение относится к производным 3-аминокапролактама формулы (I): где Х представляет собой -CO-R1 или -SO2-R2, R1 представляет собой алкильный (за исключением 5-метилгептанила и 6-метилгептанила, где радикал R1 присоединен к карбонилу в положении 1), галогеналкильный, алкокси (за исключением трет-бутилокси), алкенильный, алкинильный или алкиламино радикал из 4-20 атомов углерода (например, из 5-20 атомов углерода, 8-20 атомов углерода, 9-20 атомов углерода, 10-18 атомов углерода, 12-18 атомов углерода, 13-18 атомов углерода, 14-18 атомов углерода, 13-17 атомов углерода) и R2 представляет собой алкильный радикал из 4-20 атомов углерода (например, из 5-20 атомов углерода, 8-20 атомов углерода, 9-20 атомов углерода, 10-18 атомов углерода, 12-18 атомов углерода, 13-18 атомов углерода, 14-18 атомов углерода, 13-17 атомов углерода); или к его фармацевтически приемлемой соли.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения низших алифатических сложных эфиров, включающему взаимодействие низшего олефина с насыщенной низшей алифатической монокарбоновой кислотой, предпочтительно, в присутствии воды, в паровой фазе в присутствии гетерополикислотного катализатора, характеризующемуся тем, что а) реакцию проводят в нескольких последовательно размещенных реакторах или в одном длинном реакторе с несколькими последовательными слоями гетерополикислотного катализатора и б) исходные реагенты практически очищены от металлических примесей или соединений металлов таким образом, что перед введением в контакт с гетерополикислотным катализатором содержание металлов и/или соединений металлов составляет не более 0,1 ppm.

Изобретение относится к получению метилового эфира фенилзамещенной пропионовой кислоты. .

Изобретение относится к синтетической органической химии, а именно к способу получения сложных эфиров карбоновых кислот общей формулы: где R алкил, арил, замещенный арил, фурил, замещенный фурил R' алкил С1-С4.

Изобретение относится к каталитической органической химии и может найти применение в фармацевтической промышленности для получения препарата "Валидол", который представляет собой 25-30%-ный раствор ментола в ментиловом эфире изовалериановой кислоты (1).
Изобретение относится к области синтеза сложных эфиров из спиртовой фракции капролактама. .
Наверх