Способ получения анионного поверхностно-активного вещества на основе смеси стеариновой и пальмитиновой кислот

Авторы патента:

C11D1/12 - эфиры сульфокислот или серной кислоты; их соли (C11D 3/065 имеет преимущество)

C07C309/04 - только одну сульфогруппу

C07C303/02 - сульфокислот или их галогенангидридов

C07C303/00 - Получение эфиров или амидов серной кислоты; получение сульфокислот или их эфиров, галогенангидридов, ангидридов или амидов

Владельцы патента RU 2731645:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") (RU)

Изобретение относится к способу получения смеси анионных поверхностно-активных веществ. Описан способ получения смеси анионных поверхностно-активных веществ на основе стеариновой и пальмитиновой кислот, характеризующийся тем, что стеариновую и пальмитиновую кислоты смешивают при массовом соотношении стеариновая кислота:пальмитиновая кислота, равном 1,0:0,7, соответственно, в присутствии катализатора метилата натрия при температуре 60-70°С до полного растворения с последующей этерификацией этиловым спиртом в количестве 5-7% от массы жирных кислот при температуре в диапазоне 200-210°С и перемешивании в присутствии в качестве катализатора концентрированной серной кислоты до прекращения выделения воды, затем реакционную массу выдерживают 2-3 часа при температуре 60-70°С и при перемешивании в нее добавляют концентрированную серную кислоту в количестве 125% в расчете на реакционную массу, после чего реакционную массу омыляют гидроксидом натрия или гидроксидом калия до рН 7,5÷8,0. Технический результат – создание смеси анионных поверхностно-активных веществ на основе кислот природного происхождения по упрощенному технологическому процессу, а использование полученной смеси анионных поверхностно-активных веществ на основе стеариновой и пальмитиновой кислот в процессе отмоки пушно-мехового сырья является альтернативой дорогостоящим импортным аналогам и способствует интенсификации процесса отмоки. 1 табл.

Изобретение относится к области органической химии и химии поверхностно-активных веществ, а именно к способу получения смеси анионных поверхностно-активных веществ на основе стеариновой (СН₃(СН₂)₁₆СООН) и пальмитиновой CH₃(CH₂)₁₄COOH кислот, которые являются наиболее распространенными в природе жирными предельными кислотами. Смесь анионных поверхностно-активных веществ обладает моющими и пенообразующими свойствами, и может найти применение в составе моющих препаратов, в том числе для легкой промышленности, например, в подготовительных процессах производства меха.

Известен способ получения поверхностно-активных веществ, содержащих остатки жирных кислот растительного масла и аминокислот соевого изолята, который характеризуется тем, что осуществляют синтез смеси метиловых эфиров жирных кислот растительных масел формулы

где R1 - остатки жирных кислот растительных масел,

путем взаимодействия триглицеридов масла с метанолом при кипячении с использованием щелочного катализа с последующей декантацией глицерина и отгонкой избытка метанола, осуществляют получение раствора натриевых солей аминокислот соевого изолята кипячением соевого изолята с раствором гидроксида натрия с последующим охлаждением реакционной массы и добавлением разбавленного раствора соляной кислоты, осуществляют взаимодействие полученной смеси метиловых эфиров жирных кислот растительных масел и полученного раствора натриевых солей аминокислот соевого изолята при мольном соотношении реагентов натриевые соли аминокислот из соевого изолята: метиловые эфиры жирных кислот растительных масел, равном 1,1:1,0, в присутствии глицерина, при температуре 130-150°С, с последующим выдерживанием реакционной массы после отгонки воды при 175-185°С в течение 1,5 часов и последующей очисткой поверхностно-активных веществ переводом полученных натриевых солей N-ациламинокислот формулы

где R1 - остатки жирных кислот растительных масел,

R2 - алифатический или ароматический заместитель, в том числе содержащий функциональные группы, в частности, -ОН, -NH₂,

R3 - водород или метильная группа, в соответствующие нерастворимые кислоты,

см. RU Патент 2573831, МПК С07С 231/02 (2006.01), С07С 233/46 (2006.01), С07С 233/47 (2006.01), С07С 233/49 (2006.01), 2016.

Недостатками данного способа являются: сложность технологического процесса, использование метанола, который обладает III классом опасности (ГОСТ 12.1.007-76).

К химии поверхностно-активных веществ относится способ получения эфиров оксикислот и моноэтаноламидов жирных кислот растительных масел формулы

где R1 - остатки жирных кислот растительных масел (подсолнечного, пальмового и кокосового масел),

R2 - H, СН₂СООН,

R3 - Н, СН₃, СН(ОН)СООН, СН₂СООН,

который характеризуется тем, что осуществляют взаимодействием смеси моноэтаноламидов жирных кислот растительных масел формулы RCONH(CH₂)₂OH,

где R - остатки жирных кислот растительных масел (подсолнечного, пальмового и кокосового), содержащие от 6 до 22 атомов углерода и до 3 двойных связей,

и оксикислоты, выбранной из гликолевой, молочной, винной или лимонной, при мольном соотношении реагентов моноэтаноламиды жирных кислот: оксикислота, равном 1,0:1,1, с выдерживанием смеси моноэтанол амидов и оксикислоты в уксусной кислоте при 120°С в течение 4 часов, с последующим удалением растворителя при 95°С в течение 4 часов и промыванием продукта горячей водой,

см. RU Патент 2619118, МПК С07С 231/12 (2006.01), С07С 231/02 (2006.01), С07С 233/46 (2006.01), 2017.

Недостатками способа являются сложность технологического процесса в связи с использованием уксусной кислоты при высокой температуре, которая оказывает негативное воздействие на санитарно-гигиенические условия труда, использование роторного испарителя для удаления растворителя, а также проведение реакции получения моноэтаноламидов в вакууме.

К химии поверхностно-активных веществ относится способ получения эфиров полиглицерина и жирных кислот растительных масел, который характеризуется тем, что осуществляют взаимодействие полиглицерина со средней степенью полимеризации, равной 5 (значение гидроксильного числа равно 1169±50 мг КОН/г, показатель преломления 1,4890-1,4905), и смеси метиловых эфиров жирных кислот растительных масел формулы

где R - остатки жирных кислот растительных масел (подсолнечного, соевого, пальмового, гидрогенизированного пальмового и кокосового), содержащие от 6 до 22 атомов углерода и до 3 двойных связей,

при мольном соотношении реагентов полиглицерин: метиловые эфиры жирных кислот (МЭЖК), равном 1,0:1,0; 1,0:2,0; 1,0:3,5; 1,0:7,0, выдерживанием смеси полиглицерина и МЭЖК без растворителя при перемешивании в вакууме 300 мбар при температуре 150°С в течение 2 часов, с последующим добавлением катализатора - метилата натрия в количестве 0,4-0,6% от общей массы загрузки и выдерживанием реакционной массы при перемешивании и при температуре 230°С в вакууме 70 мбар в течение 6-8 часов с удалением выделяющегося метанола,

см. RU Патент 2651268, МПК С07С 67/03 (2006.01), СПС 3/10 (2006.01), C08G 65/34 (2006.01), C08G 65/48 (2006.01), 2017.

Недостатками способа являются сложность технологического процесса, заключающаяся в том, что необходимо использовать избыток метанола (III класс опасности) с последующим его удалением, а также проведение реакций в вакууме.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения анионного поверхностно-активного вещества путем сульфатирования α-олефинов C₈-C₁₈, или первичных алифатических спиртов C₈-C₁₈, или ароматических углеводородов серной кислотой концентрации не менее 92-93% или олеумом концентрации SO₃ - 7-10% с последующими стадиями нейтрализации реакционной сульфомассы гидроксидом натрия, экстракции поверхностно-активного вещества отходом производства метанола - смесью спиртов, с образованием и последующим разделением водно-спиртового раствора поверхностно-активного вещества и насыщенного водного раствора Na₂SO₄, разбавления водно-спиртового раствора ПАВ водой вдвое, экстракции несульфатированных углеводородов легким бензином с t_кип, равной 45-120°С, отгонки бензиновой фракции, подачи водно-спиртового раствора поверхностно-активного вещества на первую стадию отгонки, где отгоняют тройной азеотроп, средний слой которого после физического отделения от других слоев подают на стадию экстракции, а раствор поверхностно-активного вещества подают на вторую стадию отгонки воды с получением товарного поверхностно-активного вещества,

см. RU Патент 2400475, МПК С07С 305/02, С07С 303/24, C11D 001/14, 2010.

Недостатками способа являются сложность технологического процесса.

Технической проблемой получения анионного поверхностно-активного вещества является упрощение технологического процесса.

Техническая проблема упрощения технологического процесса получения анионного поверхностно-активного вещества решается способом получения анионного поверхностно-активного вещества, который характеризуется тем, что стеариновую и пальмитиновую кислоты смешивают при массовом соотношении стеариновая кислота: пальмитиновая кислота, равном 1,0:0,7, соответственно, в присутствии катализатора метилата натрия при температуре 60-70°С до полного растворения, с последующей этерификацией этиловым спиртом в количестве 5-7% от массы жирных кислот при температуре в диапазоне 200-210°С и перемешивании в присутствии в качестве катализатора концентрированной серной кислоты до прекращения выделения воды, затем выдерживают 2-3 часа при температуре 60-70°С и при перемешивании в нее добавляют концентрированную серную кислоту в количестве 125% в расчете на реакционную массу, после чего реакционную массу омыляют гидроксидом натрия или гидроксидом калия до рН 7,5÷8,0.

Решение технической задачи позволяет получить смесь анионных поверхностно-активных веществ на основе кислот природного происхождения по упрощенному технологическому процессу.

Способ получения анионного поверхностно-активного вещества осуществляют следующим образом:

В круглодонную трехгорлую колбу, снабженную ловушкой Дина-Старка с обратным водяным холодильником и термометром, помещают смесь стеариновой и пальмитиновой кислот в массовом соотношении, равном 1,0:0,7, соответственно, которую нагревают в присутствии катализатора метилата натрия при температуре в интервале 60-70°С до полного растворения.

После растворения стеариновой и пальмитиновой кислот ведут процесс этерификации этиловым спиртом в количестве 5-7% от массы жирных кислот при температуре в диапазоне 200-210°С и перемешивании в присутствии в качестве катализатора концентрированной серной кислоты. Контроль за ходом процесса этерификации осуществляют по выделению воды в ловушке Дина-Старка, процесс заканчивают после прекращения выделения воды.

После завершения процесса этерификации реакционную массу выдерживают 2-3 часа на водяной бане при температуре 60-70°С и при перемешивании в нее добавляют концентрированную серную кислоту в количестве 125% в расчете на реакционную массу. Затем реакционную массу омыляют гидроксидом натрия или калия до рН 7,5÷8,0.

Большинство насыщенных жирных кислот (стеариновая и пальмитиновая кислоты) входят в состав жиров и масел. При исследовании масла (жира) определяют йодное число по ГОСТ 5475-69, кислотное число по ГОСТ Р 52110-2003, число омыления по ГОСТ 30144-94, эфирное число по ГОСТ ISO 709-2014 и другие химические и физические показатели, которые характеризуют его качество и химическую природу.

Йодное число характеризует степень ненасыщенности жирных кислот, входящих в состав масла (жира). Насыщенные жирные кислоты, которые входят в состав масел (жира), не взаимодействуют с йодом, а значит, чем их больше, тем йодное число меньше.

Кислотное число характеризует содержание в веществе свободных жирных кислот. При хранении масла наблюдается гидролитический распад глицеридов, который приводит к накоплению свободных жирных кислот, т.е. к возрастанию кислотности. Повышенная кислотность масла указывает на снижение его качества.

Число омыления определяет общее количество свободных кислот и сложных эфиров, а также характеризует среднюю величину молекулярного веса кислот, входящих в состав масла (жира). Малые числа омыления указывают на присутствие высокомолекулярных кислот или неомыленных веществ. Высокое число омыления свидетельствует о повышенном содержании кислот относительно низкомолекулярных.

Эфирное число характеризует содержание сложноэфирных групп, главным образом в жирах и маслах.

см. Аранская О.С. Сборник задач и упражнений по химической технологии и биотехнологии: учеб. пособие для пед. ин-тов по спец. «Биология» / О.С. Аранская. - 2-е изд., перераб. и доп.- Минск: Университетское, 1989. - 310 с.

Результаты анализа химических свойств полученной смеси анионных поверхностно-активных веществ на основе стеариновой и пальмитиновой кислот приведены в таблице 1.

Смесь анионных поверхностно-активных веществ на основе кислот природного происхождения при комнатной температуре представляет собой застывшую массу молочно-белого цвета. Средство способно к сохранению моющей способности без потери формы, цвета, запаха и однородности.

Строение полученного анионного поверхностно-активного вещества на основе смеси пальмитиновой и стеариновой кислот, полученного по заявленному способу, подтверждается данными инфракрасной спектроскопии. Для этого используют универсальный лабораторный ИК-Фурье спектрометр ФСМ 1202 фирмы ООО «Инфаспек» в рабочей области 600-3500 см^-1. Методом прессованных дисков устанавливают, что полученное вещество содержит в составе характерные функциональные группы, присущие поверхностно-активным веществам: -(СН₂)_n-, -СН₂-, -СН₃, -SO₂, -С=O.

Смесь анионных поверхностно-активных веществ на основе кислот природного происхождения может быть использовано при проведении процесса отмоки пушно-мехового сырья.

Отмока является первым процессом в технологии меха и представляет собой обработку сырья в воде или других растворах. В процессе отмоки сырье приводят в состояние, близкое к парному как по степени обводнения, так и по микроструктуре, удаляется грязь, консервирующие вещества, растворимые белки (альбумины, глобулины). В процессе отмоки у шкурок очищается не только волосяной покров, но и кожевая ткань, которая дополнительно отмывается от жира и грязи, что способствует более качественной выделке пушно-мехового сырья.

В качестве смачивающих веществ для ускорения отмоки используют биологически мягкие поверхностно-активные вещества. Обладая высокой поверхностной активностью, поверхностно-активные вещества сорбируются на структурных элементах шкурки и таким образом, улучшают ее смачиваемость водой. Для полного обводнения кожевой ткани в отмочный раствор добавляют антисептики и обострители, которые способствуют уничтожению бактерий и ускоряют обводнение, см. Аронина Ю.Н. Технология выделки и крашения меха: учебник для средн. проф.-техн. училищ / Ю.Н. Аронина. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 144 с.

Таким образом, исследованы химические свойства смеси анионных поверхностно-активных веществ, полученных на основе стеариновой и пальмитиновой кислот по упрощенному технологическому процессу, подтверждено наличие характерных функциональных групп, присущих поверхностно-активным веществам. Использование полученной смеси анионных поверхностно-активных веществ на основе стеариновой и пальмитиновой кислот в процессе отмоки пушно-мехового сырья является альтернативой дорогостоящим импортным аналогам и способствует интенсификации процесса отмоки.

Способ получения смеси анионных поверхностно-активных веществ на основе стеариновой и пальмитиновой кислот, характеризующийся тем, что стеариновую и пальмитиновую кислоты смешивают при массовом соотношении стеариновая кислота:пальмитиновая кислота, равном 1,0:0,7, соответственно, в присутствии катализатора метилата натрия при температуре 60-70°С до полного растворения с последующей этерификацией этиловым спиртом в количестве 5-7% от массы жирных кислот при температуре в диапазоне 200-210°С и перемешивании в присутствии в качестве катализатора концентрированной серной кислоты до прекращения выделения воды, затем реакционную массу выдерживают 2-3 часа при температуре 60-70°С и при перемешивании в нее добавляют концентрированную серную кислоту в количестве 125% в расчете на реакционную массу, после чего реакционную массу омыляют гидроксидом натрия или гидроксидом калия до рН 7,5÷8,0.

Похожие патенты:

Пеногасящая композиция // 2712947

Изобретение относится к пеногасящей композиции, которую можно использовать в составе моющих средств для машинной и ручной чистки текстильных изделий, особенно изделий из мембранных тканей.

Уплотненная композиция жидкого моющего средства для стирки // 2679797

Настоящее изобретение относится к композиции жидкого моющего средства для стирки. Описана композиция жидкого моющего средства для стирки, содержащая: (a) жидкую фазу; (b) твердый целлюлозный полимер, составляющий от 0,5% до 15% по массе композиции жидкого моющего средства, причем твердое вещество диспергировано в жидкой фазе и при этом водорастворимую твердую фазу определяют как твердое вещество, полученное при центрифугировании композиции жидкого моющего средства для стирки при 1200 g в течение 10 мин; и при этом жидкая фаза содержит спирт, составляющий от 5% до 40% по массе композиции жидкого моющего средства, который выбирают из группы, содержащей этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,2-пропандиол, тетраметиленгликоль, пентаметиленгликоль, гексаметиленгликоль, 2,3-бутандиол, 1,3-бутандиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, формальдипропиленгликоль глицерина, полипропиленгликоль, н-бутиловый простой эфир дипропиленгликоля и их смеси, предпочтительно спирт выбирают из группы, содержащей 1,2-пропандиол, дипропиленгликоль, полипропиленгликоль, 2,3-бутандиол, н-бутиловый простой эфир дипропиленгликоля и их смеси; и при этом композиция содержит воду, составляющую от 0,5% до 50% по массе композиции; и линейный алкилбензолсульфонат, нейтрализованный материалом, отличным от амина, составляющий от 10% до 30% по массе композиции, и при этом композиция жидкого моющего средства для стирки содержит нейтрализованное амином анионогенное поверхностно-активное вещество, составляющее менее 10% по массе композиции жидкого моющего средства для стирки; и неионогенное поверхностно-активное вещество, составляющее от 0% до 25% по массе композиции; при этом композиция содержит гидроксилсодержащий амин, составляющий менее 5% по массе композиции.

Чистящие композиции с высоким содержанием жирных кислот // 2670442

Изобретение относится к чистящим композициям. Описана чистящая композиция, содержащая: (a) от 6 мас.

Производные трис(2-гидроксифенил)метана, их получение и применение // 2584156

Изобретение относится к новым производным трис(2-гидроксифенил)метана общей формулой (I), обладающим поверхностно-активными свойствами, где R независимо друг от друга означают от 0 до 4 неразветвленных или разветвленных алифатических углеводородных остатков с 1-6 атомами углерода в каждом фенильном кольце, R1 означает остаток, выбранный из группы, включающей водород, гидроксил и углеводородные группы с 1-6 атомами углерода, R2 независимо друг от друга означают остатки общей формулы (III) -(R5-O-)n-R6-X, в которой n означает число от 1 до 50, причем остатки R5 независимо друг от друга выбраны из группы, включающей остатки R7, R8 и R9: , причем R6, X, R10 и R11 независимо друг от друга означают: R6 означает простую связь или алкиленовую группу с 1-10 атомами углерода, Х означает водород или гидрофильную группу, причем гидрофильная группа является кислотной группой или остатком, содержащим по меньшей мере одну ОН-группу, R10 означает водород или алифатический углеводородный остаток с 1-6 атомами углерода, R11 означает группу формулы -(R5-O-)m-R6-X, в которой m означает число от 0 до 50, и причем общее число z всех групп R5 в остатке R2 составляет от 1 до 50 при условии, что если по меньшей мере один Х означает водород, то z означает число от 2 до 50.

Концентрат поверхностно-активного вещества // 2497938

Настоящее изобретение относится к области концентратов поверхностно-активных веществ, способам их изготовления и содержащим их композициям моющих средств. Предложен концентрат поверхностно-активного вещества, содержащий по меньшей мере 75% по существу полностью нейтрализованного анионного сульфатированного поверхностно-активного вещества, от 5% до 25% карбоновой кислоты, где от 4% до 96% карбоновой кислоты находится в форме свободной кислоты, при этом карбоновая кислота представляет собой жирную кислоту, содержащую в среднем от 8 до 28 атомов углерода; способ его изготовления и содержащая его композиция моющего средства.

Составы шампуней, содержащие комбинацию катионных полимеров // 2428968

Изобретение относится к области косметологии и касается водного состава шампуня, содержащего (i) одно или несколько анионных очищающих поверхностно-активных веществ; (ii) изолированные, диспергированные капли нерастворимого в воде кондиционирующего агента со средним диаметром капли (D3,2) 4 микрометра или меньше; (iii) один или несколько катионных полимеров (А), выбранных из кватернизированных гидроксиэтилцеллюлозных полимеров с катионным заместителем триметиламмония и диметилдодециламмония и их смесей, и (iv) один или нескольких катионных полимеров (В), выбранных из катионно модифицированных полигалактоманнанов.

Композиция моющего средства для ручной стирки // 2378331

Средство для очистки твердой поверхности и линия для его производства // 2364619

Изобретение относится к средству для очистки твердой поверхности содержащему сульфонол, соду кальцинированную, отдушку и шлам отхода производства. .

Способ получения разветвленных олефинов, способ получения поверхностно-активного вещества, способ получения алкогольсульфатов, композиция разветвленных олефинов, изопарафиновая композиция и поверхностно-активное вещество // 2358959

Изобретение относится к способу получения разветвленных олефинов, который включает дегидрирование изопарафиновой композиции, содержащей 0,5% или менее четвертичных алифатических атомов углерода, на подходящем катализаторе, указанная изопарафиновая композиция включает парафины с количеством углеродов в диапазоне от 7 до 35, причем указанные парафины, по меньшей мере часть их молекул, являются разветвленными, среднее количество ответвлений на молекулу парафина составляет от 0,7 до 2,5, и ответвления включают метальные и, необязательно, этильные ветви, указанная изопарафиновая композиция получена путем гидроизомеризации парафина, а указанные разветвленные олефины имеют содержание четвертичных углеродов 0,5% или менее, причем парафины получены способом Фишера-Тропша.

Паста для очистки твердой поверхности // 2355749

Изобретение относится к пасте для очистки твердой поверхности, содержащей сульфонол (алкилбензолсульфонат натрия) 3-5 мас.%, соду кальцинированную 10-20 мас.%, отдушку 0,4-1,2 мас.%, минеральный шлам отходов производства белково-витаминного концентрата 19-27 мас.%, рассол природного минерала бишофит формулы MgCl2·6H2O плотностью 1,2-1,3 т/м 3 4-6 мас.%, шлак сухой газоочистки сталеплавильного производства 16-30 мас.%, йодинол 3-5 мас.%, вода - остальное.

Композиция моющего средства для стирки // 2719358

Настоящее изобретение относится к твердой композиции моющего средства для стирки из легкосыпучих частиц, которая содержит: (a) анионогенное моющее поверхностно-активное вещество; (b) до 8 масс.