Полиглицеридовые эфиры тринатриевых солей дисульфоянтарной кислоты как поверхностно-активные вещества

Полиглицеридовые эфиры тринатриевых солей дисульфоянтарной кислоты как поверхностно-активные вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЯГОЙ"" >,/ г

О П И С- А -Н И" Й изоьеетяния пт>292850

Саюв Советскид

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.03.79 (21) 2740412/23-04 (51) N,Kë.3 С 07, С 143/12

С 11 D 1/12 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.04.82. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.82

Государственный комитет

СССР по делам изобретениЯ и открытий (53) УДК 661 185 (088.8) (72) Авторы изобретения

Д. А. Жуков, Р. И. Обыденова, Б. А. Головин, В. Д. Давыдов и Н. Н. Макарова (71) Заявитель Тульский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института химической промышленности (54) ПОЛИГЛИЦЕРИДОВЫЕ ЭФИРЫ

ТРИНАТРИЕВЫХ СОЛЕЙ

ДИСУЛЬФОЯ НТАРНОЙ КИСЛОТЫ

КАК ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

1 2

Изобретение относится к основному органичеакому синтезу, а именно, к новым поверхностно-активным веществам группы тринатриевых солей дисульфоянтарной:кислоты, используемых в воде высокой жесткости.

Известны тринатриевые соли моноалкиловых эфиров дисульфоянтарной кислоты, используемые как поверхностно-активные вещества. Кроме того, известны эфиры тринатриевых солей дисульфоянтарной кислоты на основе высших 1,2-диолов, которые также применяются в качестве поверхностно-активных веществ.

Недостатками указанных поверхностноактивных веществ являются невысокая поверхностная активность, высокие значения критической концентрации мицеллообразования, низкая растворимость в воде и использование дорогого и дефицитного исходного сырья — высших 1,2-диолов, получаемых эпоксидированием а-олефинов перекисными соединениями.

Целью изобретения является расширение арсенала поверхностно-активных веществ, группы тринатриевых солей дисульфоянтарной кислоты, обладающих высокой поверхностной активностью, хорошей растворимостью в воде и получаемых на основе доступного исходного сырья.

Цель достигается использованием полиглицеридовых эфиров тринатриевых солей дисульфоянтарной кислоты общей формулы

5 $o,ìà (СН- Ñ0Î Ãà

СН-СОО(СНз- СН СНз0) СК ! 1 И

0Н 0 где R алкильный радикал С7, С9 С)з, С1з, п 1 — 5,15, для их пол учения оульфомалеиновый ангидрид ацилируют полиглицеридами при

60 — 70 С в среде четыреххлористого углерода с последующим сульфированием полученного аддукта сульфитом натрия и нейтрализацией раствором щелочи.

Пример 1. Получение тринатриевой соли дисульфоянтарной кислоты на основе

20 триглицерида лауриновой кислоты. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, загружают 101 г сульфомалеинового ангидрида и 100 мл сухого четыреххлористого угле25 рода. При перемешивании реакционную смесь нагревают до 45 — 50 С. Затем к реакционной смеси прибавляют в течение

30 — 35 мин раствор 200 г триглицерида лауриновой кислоты в 350 мл четыреххлоЗ0 ристого углерода. Поддерживают темпера792850

Таблица 1

Условия получения, выход и свойства полнглицеридовых эфиров трннатриевых солей дисульфоянтарной кислоты

Исходные вещества

Г1родукт Х (»

Ю и

2 к3.

С)

CCC

CQ поверхностное натяжение, дн/см

Ф

v

l 2 _#_

li а„

О Ф

Ф

3- Ф

Ф

Ф. полн глицерид выход ( шифр о о еЮ .О (» о, < u

ЫФ .0 наименование наименование

0,5% I 1,0% 3ПГЫ

Тринатриевая соль дисульфоянтарной кисло- ты на основе триглицерида лгуриновой кислоты

Тринатриевая соль дисульфоянтарной кислоты на основе глицерида каприновой кислоты

Трииатриевая соль дисульфоянтарной кислоты на основе диглицерчда каприловой кислоты

Тринатриевая соль дисульфоянтарной кислоты на основе диглицерпда каприновой кислоты

Тринатриевая соль дисульфоянтарной кислоты на основе пентаглицерида лауриновой кислоты

Тринатриевая соль дисульфоянтарной кислоты на основе пентадекаглицерида лауриновой кислоты

Трииатриевая соль дисульфоянтарной кислоты иа основе триглицерида тридекановой кислоты

Тринатриевая соль ди-, сульфояитарной кислоты на основе тетраглицерида пальмитиновой кислоты

Тринатриевая соль дисульфоянтарной кислоты на основе пентаглицеридов синтетических жирных кислот фракции С ОС»!

2,0

"Риглицернд лауриновой кислоты

320

94

2аа

25,1 2.5

162

Глицерид каприновой кислоты

26,8

f ПГ10

34,8 6,7

Диглицерид хаприловой кислоты

110 !

37,1

2ПГ8

26,7 ;3,0

93 26,7

2ПГ10

Днглицерид каприновой кислоты

31 3,7

300 !

33,5

5ПГ12

Пентаглицернд лауриновой кислоты!

25,0 1,0

28,9

1 5ПГ12

Пентадекаглицерид лауриновой кислоты

30,7 1,4

37,9

3ПГ13

57

25,6

Триглицерид тридекановой кислоты

50,0, 1,5

93,5 54,6

4TIjT 6

Тетраглицерид пальмнтиновой кислоты

28,2 4,0

30,7

5ПГ10 — 13

И8

Пентаглицер яды синтетических жирных кислот фракции С о — С» туру реакционной смеси в пределах 60—

70 С.

После чего реакционную массу выдерживают в течение 30 мин при той же температ1уре. Получают раствор лаурилтриглицеридового эфира сульфомалеиновой кислоты в четырххлористом углероде.

Кислотное число вещества (после отгонки растворителя) 915 мг КОН/г. Теоретическое кислотное число 93,5 мг КОН/r.

К раствору лаурилтриглицеридового эфира сульфомалеиновой кислоты в четыреххлористом углероде прибавляют 355 мл 18%ного водного раствора сульфита натрия в течение 20 мин, Температура реакции 60—

70 С, После прибавления всего раствора сульфита натрия реаыционну!о смесь выдерживают 60 мин, доводят рН водного раствора до 8,0 — 8,5 25%-ным водным рас5 твором едкого патра и отделяют верхний водный слой на делительной воронке.

Его разбавляют 4-кратным количеством ацетона, захолаживают смесь от — 5 до

10 — 10 С и отделяют фильтрованием осадок.

Осадок перекристаллизовывают из воды и спирта и сушах. Выход 320 г (94%).

Найдено, %: С 3985; Н 5i62; S 8,70.

СгвН4!3 0!татаа.

15 Вычислено, %. С 40,15; Н 5,49; $8,58.

792850

Таблица 2

Сравнительные данные коллоидно-химических свойств тринатриевых солей данных и известных эфиров дисульфоянтарной кислоты

R OCOOH(SO>Na) CH(SO>Na) CO0Na

Эфир

Растворимость в воде, моль ККЧ, моль

Поверхностное натяжение, дик/см шифр название

Предлагаемые

25,1

28,2

ЗПà — 12

1Г1à — 10

5ПГ10 — 13

9,6 10

1,2 10 4

1О

10 . 10 — а

g,7

4,3

Известные трииатриевые соли моноалкнловых эфиров дисульфоянтарной кислоты

9,6. 1О

41,0

Тетрадецилового эфира .дисульфоянтарной кис..лоты

Гексадецилового эфира ,дисульфоянтарной кислоты

Октадецнлового эфира ,.дисульфоянтзрной кислоты

ТНС иа основе диолов

C9 — 12 ТИС на о" íîâå днолов

С!2 — lo

9,о ° 10

7,6 ° 10

",5 ° 10

40,0

1,8. 10

4,8 ..10

6,66 . !О

3,2 1О

28 10

Пример 2. Получение тринатриевой соли дисульфоянтарной кислоты на основе глицерида каприновой кислоты.

В колбу аналогично примеру 1 загружают 84 r глицерина каприновой кислоты, .300 мл четыреххлористого углерода и добавляют 73 г сульфомалеинового ангидрида. После окончания реакции отгоняют растворитель, прибавляют 370 г 14,5%-ного водного раствора оульфита натрия. По окончании реакции доводят 25%-ным вод.ным раствором щелочи до рН реакционной среды 8,0, добавляют 3-кратное количество ацетона и охлаждают смесь до — 5 Ñ. От.фильтровывают выпавший осадок и перекристаллизовывают из воды и спирта. Выход 162 г (90%).

Найдено, %: С 38,96; Н 5,45; S 12,48.

СпН273 0 зИаз

Вычислено, %: С 38,74; Н 5,14; S 12,17.

Пример ы 3 — 9. Получение тринатрие.вых солей на основе диглицерида каприловой кислоты, диглицерида каприновой кислоты, пентаглицерида лауриновой кислоты, пентадекаглицерида лауриновой кислоты, триглицерида тридекановой кислоты, тетраглицерида пальмитиновой кис. лоты и пентаглицеридов синтетических жирных кислот фракции С о — Сга осуществляется по методике аналогичной примеру 1

Количество исходных веществ, выход ."целевого продукта и их свойства представлены в табл. 1.

ИК-спектр, снятый для тринатриевой соли на основе пентаглицерида лауриновой кислоты, содержит следующие характерные полосы поглощения:

$0з-группа представлена полосами симметричных и асимметричных колебаний с максимумами поглощения 1050 и 1235 см — соответственно; сложноэфирная группировка представлена валентными колебаниями С О и

С=О-групп при:1180 и 1750 см —, СОО-группа обуславливает полосу поглощения при 1620 см — (асимметричные валентные колебания) и слабое поглощение при 1410 см (симм. вал. колебания); в области деформационных колебаний

ОН-групп и валентных колебаний С вЂ” Огрупп вторичных спиртов имеется широкая полоса слабой интенсивности при 1020 и

20 1040 см —, а в области валентных колебаний ОН-групп имеется слабая широкая полоса поглощения при 3400 см — .

Таким образом данные элементного анализа и ИК-спектр этих веществ подтверж25 дают химическую формулу синтезированных продуктов — полиглицеридовых эфиров тринатриевых солей дисульфоянтарной кислоты.

В табл. 2 для сравнения представлены

30 литературные данные свойств известных тринатриевых солей эфиров дисульфоянтарной кислоты, причем их поверхностное натяжение определяется по методу Ребиндера на границе раствор — воздух при

35 20 С.

792850

Юдн(сн о1 02 оУ ОЧ .РХ 06 о7 ОВ ОЯ f0 атос. t

На фиг. 1 показана зависимость величины поверхностного натяжения полиглицеридовых эфиров тринатриевых солей диоульфоянтарной кислоты на основе пентаглицерида лауриновой кислоты; на,фиг. 2— та же зависимость, но для тринатриевой соли на основе глицерида каприновой кислоты.

Как видно из данных, представленных в таблицах и на рисунках, новые поверхностно-активные вещества — тринатриевые соли полиглицеридовых эфиров дисульфоянтарной кислоты обладают лучшими поверхностно-активными свойствами (ниже поверхностное натяжение водных растворов и критическая концентрация мицеллообразования) и во много раз большей растворимостью в воде. В результате облегчается технология их применения (за счет приготовления концентрированных растворов) и уменьшается их расход при эксплуатации (ниже критическая концентрация мицеллообразования) .

Большим достоинством новых поверх-ностно-активных веществ — тринатриевых солей полиглицеридовых эфиров дисульфоянтарной кислоты, является доступность. исходного сырья — полнглицеринов, которые являются отходами производства глицерина.

1o Формула изобретения

Полиглнцеридовые эфиры тринатриевых солей дисульфоянтарной кислоты общей формулы

15 о, га !

Сн-Соо а

СН-.СОО(СН; CK- CEIgo) a 01

SlO Ма ОН где К алкильный радикал С7, Cg) — C 3 Сд,. п1 — 5,15, ка,к поверхностно-активные вещества.

792850

Вфн!сн с s.ro %

Pt 0Ë 0J 0Р РХ Рf 07 0У РЯ 10 С%

iРиг. g

Составитель Н. Анищенко

Техред И, Заболотиова Редактор П„ Горькова

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент> Заказ 364/274 Изд. № 131 Тираж 448 Подписное

НПО сПоискэ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1И035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5