Способ получения триацетина

Способ получения триацетина

Реферат

 

Использование: в производстве сложных эфиров глицерина пластификаторов для полимеров, в частности в способе получения триацетина. Сущность изобретения: способ получения триацетина предусматривает этерификацию глицерина избытком уксусного ангидрида при кипячении с последующим отделением образовавшегося эфира от уксусной кислоты и воды перегонкой в вакууме. При этом глицерин дозируют в ангидрид в течение 15-30 мин и затем смесь выдерживают при кипении 1 ч. Далее из продуктов реакции отгоняют основное количество уксусной кислоты, остаток разбавляют водой до 0,5-20%-ной концентрации кислоты в расчете на триацетин. Кислоту нейтрализуют 2-кратным молярным избытком водного раствора гидроокиси кальция с последующей отгонкой воды с кислотой и отфильтровыванием осадка соли. 2 табл.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения пластификаторов для пластмасс.

Уровень техники способа получения триацетина представлен известными способами его получения.

Известен способ получения триацетина путем окисления кислородом в жидкой фазе аллилацетата в среде уксусной кислоты в присутствии катализатора PdCl₂ и Cu(OAc)₂ [1] Недостатком этого способа является низкий выход целевого продукта (суммарный выход моно-: ди- и триацетина примерно 3-5%).

Известен также способ получения триацетина путем окисления аллилацетата кислородом в жидкой фазе в среде уксусной кислоты или уксусного ангидрида в присутствии НВr в качестве катализатора [2] Недостатком этого способа является низкий (до 40%) выход целевого продукта.

Прототипом предлагаемого технического решения является способ получения триацетина [3] заключающийся в этерификации глицерина уксусным ангидридом или уксусной кислотой в присутствии катализатора, отгонке уксусной кислоты, нейтрализации остаточной кислоты карбонатом натрия и дополнительной очистке триацетина активированным углем.

Недостатком известного способа является то, что требуется применение дефицитного и дорогостоящего активированного угля для обесцвечивания триацетина после синтеза.

Отделение активированного угля от триацетина это трудоемкая и длительная операция.

Цель изобретения способ получения триацетина без применения активированного угля.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что этерификацию глицерина уксусным ангидридом ведут без катализаторов при 120-140^оС в течение 90-150 мин, отгонку уксусной кислоты ведут после синтеза при 120-135^оС с добавлением воды до содержания уксусной кислоты в триацетине 0,5-2,0% которую нейтрализуют гидроокисью кальция, затем полученный ацетат кальция и избыток гидроокиси отфильтровывают.

Наши исследования процесса синтеза триацетина безвредного пластификатора, применяемого в пластмассах пищевого и бытового назначения, были направлены на исключение из технологии стадии очистки активированным углем. Оказалось, что появление окрашенных примесей в триацетине, от которых можно избавиться только очисткой активированным углем, происходит по двум причинам: во-первых, в случае применения щелочных катализаторов при этерификации, во-вторых, в случае проведения синтеза и отгонки уксусной кислоты при слишком высоких температурах и длительном времени отгонки.

Установлено, что этерификация глицерина уксусным ангидридом идет достаточно хорошо и без катализаторов при 120-140^оС, при этом реакционная масса желтеет гораздо меньше, особенно если температуру не поднимать выше 135^оС. Однако этих мер оказалось недостаточно, чтобы полностью исключить окрашивание триацетина. Для удаления окрашенных примесей искали такие доступные нейтрализующие агенты, которые одновременно нейтрализацией остаточной кислоты сорбировали бы и окрашенные примеси.

Были опробованы Na₂CO₃, CaCO₃, Ca(OH)₂.

Среди опробованных дешевых щелочных агентов наилучший эффект дала гидроокись кальция. Причем наилучший эффект достигается в случае, если остаточная кислотность триацетина после отгонки уксусной кислоты составляет не менее 0,5% а гидроокиси берется полутора-двукратный избыток. Однако и слишком высокая остаточная кислотность не желательна (т.е. выше 2,0%), так как это ведет к потере уксусной кислоты.

В табл.1 представлены результаты исследований по синтезу триацетина при различных режимах, основным критерием качества считалась цветность готового продукта, определяемая по поглощению света с длиной волны 440 мм на фотоколориметре типа ФЭК-56М.

В табл.2 приведены результаты исследований по очистке триацетина различными щелочными агентами.

П р и м е р 1. В трехгорлую колбу с холодильником и термометром заливают уксусный ангидрид в количестве 200 мл, который нагревают через глицериновую баню до 110-115^оС, а затем дозируют глицерин за 15-30 мин в количестве 51 мл. Дозировку осуществляют при кипении реакционной массы, температура которой поднимается до 136^оС. Затем массу выдерживают при 136-138^оС, т.е. при кипении в течение 1 ч.

По окончании выдержки к аппарату подключают холодильник Либиха и проводят отгонку уксусной кислоты под вакуумом. Температура в колбе не превышает 135^оС. Отгонку проводят в течение 2-х часов. После отгонки основной части уксусной кислоты, кислотность реакционной массы составляет 0,5% по уксусной кислоте.

Для нейтрализации остатка кислоты и очистки триацетина добавляют гидроокись кальция с влажностью 40% в количестве 0,8 г в пересчете на сухой и 10 мл воды. Затем при 100-110^оС отгоняют воду с остатками уксусной кислоты. По окончании отгонки массу охлаждают, отфильтровывают от твердого осадка и триацетин анализируют.

Получено: Триацетина 127 мл, выход 95,5% от теор.

Уксусной кислоты 120 мл, выход 98,4% от теор.

Анализы: а) ТАЦ-d²⁰= 1,158, число омыления 758 мгКОН/1 г, кислотность 0,02% б) Уксусная кислота-d²⁰=1,058 C=98,6%

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИАЦЕТИНА этерификацией глицерина избытком уксусного ангидрида при кипячении реакционной смеси с последующим отделением образовавшегося эфира от уксусной кислоты и воды перегонкой в вакууме, нейтрализацией кислоты и очисткой конечного продукта, отличающийся тем, что глицерин дозируют в уксусный ангидрид в течение 15 30 мин и затем смесь выдерживают при кипении в течение 1 ч, после чего из продуктов реакции отгоняют основное количество уксусной кислоты до ее содержания 0,5 2,0% остаток кислоты нейтрализуют двукратным молярным избытком водного раствора гидроокиси кальция, воду отгоняют, а осадок соли отфильтровывают.

РИСУНКИ

Рисунок 1