Способ получения неионогенныхповерхностно активных веществ haochobe сложных эфиров полигидро-ксилсодержащих соединений

Патент 802261

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик (»)802261 (61) Дополнительное к авт. саид-вувЂ” (22) Заявлено 19. 05.77 (21) 2487620/23-04 с присоединением заявки Нов (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 07.0281. бюллетень Йо 5

Дата опубликования описания 07 . 02. 81 (51)М, Кл.3

С 07 С 67/03

С 07 С 69/18

Государственный воиытет

СССР

ыо делвм изобретений и открытий (53) УДК 54 7 . 426 . . 27.07 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. и . Курак ов, В .В . Бахолдина, В .И . Егоршин, A.Ñ. Чеголя и Н. В. Зуева

)yq

Калининский государственный университет (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕИОНОГЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-

ЛКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ

ПОЛИГИДРОКСИЛСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способу получения неионогенных поверхностно-активных веществ на основе сложных эфиров полигидроксилсодержащих соединений, которые широко применяются в пищевой, косметической, текстильной отраслях промышленности.

Известен способ получения поверхностно-активных веществ на основе

10 сложных эфиров полигидроксилсодержащих соединений взаимодействием триглицеридов высших жирных кислот с сахарозой в присутствии щелочного катализатора, обычно К СОв, при 140 С f1) .15

Недостатком известного способа является то, что в процессе используют сахарову, являющуюся твердым веществом, не совмещающимся с маслами и не растворяющимся в них.

Получаемые продукты переэтерификации обладают очень ограниченной растворимостью в воде и вследствие этого могут иметь лишь ограниченное применение в пищевой текстильной отраслях промышленности.

Целью изобретения является разработка способа получения новых неионогенных поверхностно-активных веществ на основе сложных эфиров полигидрок- -ЗО силсодержащих соединений, проявляющих низкую токсичность, а также имеющих высокую растворимость в воде.

Поставленная цель достигается тем, что неионогенные поверхностно-а ктивные вещества на основе сложных эфиров полигидроксилсодержащих соединений получают путем взаимодействия триглицеридов растительных масел с полиглицерином со степенью поликонденсации п2-10 при их молярном соотношении 1:0,3-12 соответственно, 120-140 С о в присутствии К СО> в качестве катализатора, взятого в количестве

0,5-5,0Ъ от веса реакционной массы, в токе азота, при перемешивании в течение .7-24 ч с последующей нейтрализацией реакционной массы соляной кислотой и обработкой полученного продукта активированным углем.

В предлагаемом способа используют полиглицерины, полученные путем поликонденсации глицерина s присутствии

1-24 щелочи при 250-270 С . Поскольку исходный полиглицерин получают в присутствии щелочного катализатора, его можно использовать в реакции переэтерификации непосредственно без очистки от катализатора.

802261

Все используемые при синтезе по предлагаемому способу продукты (растительные жиры и масла, полнглицерин, эфиры полиглицерина и высших кислот) являются нетоксичными или низкотоксичными веществами, практически безвредными для человека и теплокровных животных.

Исследования, проведенные по определению токсических свойств полиглицерина и его эфиров, показали, что они не обладают заметно выраженным токсическим действием на человека, на теплокровных животных при оральном их введении в организм,ЛД ?ОООО мг/кг для теплокровных животных) .

Полученнные при сийтезе по предлагаемому способу продукты, обладающие повышенной поверхностной активностью, растворимостью в воде и совместимостью с органическими компонентами различных поверхностно-активных соединений после нейтрализации и удаления из реакционной смеси щелочного катализатора и соответствующей очистки (или непосредственно без очистки, когда возможно) используют для приготовления эмульсий, суспензий и других поверхностно-активных композиций.

Пример 1 . В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, мешалкой, термометром и вводом азота, загружают 20 r (0,03 моль) нонаглицерина и 9 г (0,01 моль) рафинированного оливкового масла, 1,5 г прокаленного К, C0 . Смесь нагревают до 140 С о и леремешйвают при этой температуре и непрерывном пропускании тока азота в течение 7 ч. Продукт реакции нейтрализуют НСВ до слабощелочной реакции и очищают кипячением с небольшим количеством активированного угля.

Выход 29 г (95%) .

Название

Гидроксильное число

Показатель преломления

„1310

1,4837

1,4896

7,4926

1,4954

1, 4968

1,4976

1,4980

1465,0

1276,5

1193,0

1093,5

952,5

933,5

888,0

Диглицери н

Три глицерин

Тетраглицерин

Гексаглицерин

Октаглицерин

Нонаглицерин

Декаглицерин

Использование полиглицерина в предлагаемом способе позволяет исключить применение полярных растворителей и проводить реакцию в отсутствии каких-либо растворителей . 65

В зависимости or условий поликонденсации (времени, температуры и т .д .) и количества выделившейся воды в процессе можно получить полиглицерины со степенью ноликонденсации от 2 до

10.

Количество исходных полиглицерннов, очищенных от катализатора, окрашенных нримесей, характеризуется показателем преломления, значения которого хороню корреллируется с содержанием в продуктах гждроксильных групп и их степеиыэ лолмкоиденсации .

Ниже прнзедены значения показателей преломления полиглицеринов с различной степенью конденсации, использованных при осуществлении предлагае- 15 мого способа .

Постоянство качества растительных масел и жиров как исходных продук- Я тов обеспечивается использованием при синтезе товарных марок растительных . масел, отвечающих действующим станда ртам .

В полученной реакционной смеси содержатся значительные количества эфиров полиглнцерина, главным образом моно- и диэфиров лолиглицерина (наряду с неполными эфмражи глицерина и непрореагировавших исходных про- 40 дуктов). Образовавшиеся.моно- и диэфмри полкглицерина, наряду с неполным@ эфираый глицерииа, в основном и определяют повышенную поверхностную активность и растворяющую способность образовавшихся композиций, так как обладают более высокими ло сравнению с соответствующими эфирами глицерина поверхностной активностью и растворимостью в воде . Так, по- $Q верхностно-активные вещества, полученные ло предлагаемом способу, об. ладфи высокой поверхностной активноеФью (норядка 28-33 дин/см для 1Ъного раствора) . По литературным данным 1%-ный раствор монолаурината сахарозы характеризуется поверхностной активностью 28 дин/см, а 5Ъ-ный раствор моноолеата сахаровы 28,1 дин/см

Ы. ьа

Полученный продукт представляет собой вязкую, однородную жидкость светло-коричневого цвета, хорошо раст= воряющуюся в воде. Продукт обладает следующими свойствами:

Поверхностное натяжение 1%-ного раствора 27,6 дин/см

Смачивающая способность

1%-ного раствора на полистироле 11,0 на полиамиде 23,0

Пенообразующая способность 1%-ного раствора 250%

Устойчивость лены

1%- ного раствора О,б

Пример 2 . .аналогично примеру 1 из 20 r (0,03 моль) нонаглицерина, 9 г (0,01 моль) рафинированного подсолнечного масла, 1,5 r прокаленного К СО при нагревании при

140 С в течение 7 ч и носледукщей з очистки получают 28 5 r продукта. Выход 944 . .Полученный продукт, представляющий собой вязкую жидкость

802261

24, Зо

17,5

325%

50 светло-коричневого цвета, хорошо растворяется в воде .

Его свойства:

Поверхностное натяжение

1%-ного раствора 28,88 дин/см

Смачивающая способI ность 1%-ного раствора

° на полистироле 24,3 о на полиамиде 20, 30

Пенообразующая способность 1%-ного раствора 278%

Устойчивость пены

1%-ного раствора 0,22

Пример 3. Аналогично примеру

1 из 20 r (0,03 моль) нонаглицерина, 9 г (0,01 моль) льняного масла, 1,5 г 15 прокаленного К СО при нагревании и перемешивании при 140 С в течение

7 ч после очистки получают 28,4 г продукта . Выход .93% . Полученный продукт представляет собой вязкую одно- 20 родную жидкость ;светло-коричневого.. цвета, хорошо растворимую в воде. Продукт обладает свойствами:

Поверхностное натяжение

1%-ного РаствоРа 28,9 дин/см

Смачивающая способность 1%-ного раствора на полистироле на полиамиде

Иенообразующая способность 1%-ного раствора

Устойчивость пены

1%-ного раствора 0,57

Hp и м е р 4 . Аналогично примеру

1 иэ 20 r (0,05 моль) гексаглицерина 35

9 г (0,01 моль) рафинированного оливкового масла 1,5 г прокаленного К СО при нагревании и перемешивании при

140 С s течение 7 ч после очистки получают 29,3 г продукта. Выход 96%, 40

Полученный продукт представляет вязкую однородную жидкость светло-коричневого цвета, хорошо растворимую в

Воде . Продукт обладает свойствами

Поверхностное натяжение

1%-ного раствора 33, 5 7 ди н/см

Смачивающая способность.

1%-ного раствора на полистироле 27,0 о на полиамиде 20,6

Пенообраэующая способность 1%-ного раствора 415%

Устойчивость пены

1%-ного раствора 0,78

II р и м е р 5. Аналогично примеру 55

1 иэ 20 r (0,025 моль) декаглицерина,.

9 г (0,01 моль) оливкового масла, 1,5 г прокаленного К, СО> при нагревании и перемешиваний при 140 С в тео чение 7 ч получают вязкую однород- щ ную жидкость светло-коричневого цвета. Выход 28 г (93%) . Продукт хорошо раств орим в воде .

Характеристики целевого продукта сведены в таблицу. 65

Пример 6 . Аналогично примеру

1 иэ 20 r (0,,12 моль) диглицерина, 9 г (0,01 моль) оливкового масла, 1,5 г прокаленного К СР при нагревании и перемешиваний при 140 С в о течение 24 ч получают вязкую светлоокрашенную жидкость. Выход 30, 1 r (99%), Продукт растворяется в воде .с образованием мицеллярных растворов, обладает солюбилизирующей способностью по отношению к маслу хорошо смачивает поверхность полистирола и полиамида. Характеристики продукта сведены в таблицу .

Пример 7. Аналогично примеру

1 иэ 20 г (0,025 моль) декаглицерина, 9 г (0,01 моль) оливкового масла, 1, 5 r К СО при нагревании и перемешиваний при 140 С в течение 20 ч получают вязкую однородную жидкость светло-коричневого цвета. Выход 28,6 г (95%) . Продукт хорошо растворяется в воде с образованием мицеллярных растворов, обладает солюбилизирующей способностью по отношению к маслу, хорошо смачивает поверхность полистирола и полиамидной пленки . Характеристики продукта сведены в таблицу .

Пример 8. Аналогично примеру

1 из 15 г (0,03 моль) нонаглицерина и 90 r (0,1 моль) оливкового масла, 1,5 г прокаленного К. СО> при нагревании и перемешивании при 140 С в течение 12 ч получают вязкую однородную светлоокрашенную жидкость с выходом 115 r (100%) . Продукт реакции растворим в воде с образов анпем мицеллярных растворов, обладает солюбилиэирующей способностью по отношению к маслу, хорошо смачивает поверхности полистирола и полиамида .

Характеристики продукта сведены в таблицу .

Пример 9. Аналогично примеру

1 иэ 20 г продукта поликонденсации глицерина, содержащего 1% NaOH и имеющего показатели: гидроксильное число

935 и показатель преломления 1,4980 (соответствуют нонаглицерину) и 9 г (0,01 моль) оливкового масла при нагревании и перемешивании при температуре 140 С в тока азота в течение 7 ч получают вязкий однородный продукт коричневого цвета, выход которого после очистки путем кипячения с активированным углем составляет 27,2 г (93% ).

Полученный продукт хорошо растворим в воде с образованием мицеллярных растворов, обладает.солюбилизирующей способностью по отношению к маслу и хорошо смачивает поверхность полистирола и полиамида. Характеристики продукта сведены в таблицу .

П р и м Й р 10. Аналогично примеру 1 из 0,01 моль растительного масла, выбранного из ряда: касторовое, хлопковое, тунговое, рапсовое, коноп802261 ляное, сырое льняное и 0,03 моль нонаглицерина 1,5 г прокаленного K ÑÎ при нагревании и перемешивании, йри

140 С в токе азота в течение не менее 7 ч получают вязкие, однородные, окрашенные в светло-коричневый цвет жидкости с количественным выходом (без очистки) Продукты реакции хорошо растворяются в воде с образованием мицеллярных растворов, обладают солюбилизирующей способностью к маслу, хорошо смачивают поверхности полистирола и полиамида .

Характеристики продукта сведены в таблицу

802261 о ц о

m 0@0m омконхнвв

an,eood о

ЭОИИОЭЭ до я 0* аа

О О О О О с Ф М М

О Ф Ф Ю Ф

М) 1- СЧ ъ! (Ч (Ч РЪ Ф СЧ

О О О

Ф CO

CO ОЪ Ф

ГО 4Ч! РЪ

О О

М М с l РЪ -l cP РЪ

I ох инэ

О M

\ М ч Ф ч-1 !Ч

Э х э ! eõoà

ХОЭ1.ОМ аххох5 энх

ХОН10*

00е ех и х х i-1 а h

1 гЧ

М I

1Ч (Ч

РЪ Ъ

РЪ 1

Г сф

С Ъ (Ъ

Ф Ф Ф Ф Ь М

Ф Ф РЪ (Ч 1Ч . <Ч

ИЪ (Ч

g н вв

3 х х о, 2

1 в! 1, х х оц

Ж Гл

1 э

O1 !

С ф Ц а

1 х х. ц м

4 а Е Э

tR О х х цо о х

+ + + + + в! э

14 х х о

Э х о

О ll!

lX х Э

О ! х! хО! 11 еаzea!."we эхэоооэо ахll!Хиохх

2 х

Ц о х

I 1 1 Э хо! mo еах эхm ехало!:о ах хо а в! ф н

Х 2 о х

% Хо д о н и

Ц о а

И х э

Ц о

Э ! u д

50 я о м х х о о е о о ц

e rd аа

1а о с

oe х а ! о

СЧ Г Ж (7! 1 Ф -! О ЧР

Ю (Ч !Л Г M Ul LO l l 1

М Ю М М М с М

О О О О О О О О О О

Ю Ъ !!Ъ C) CO Ю ОЪ О W Ch

М М .а М с 1 в, С ° гЪ О Г О Ф г! Ф 1Я г4 О

ГЧ СЧ а-1 (Ч е H т <Ч (Ч <Ч (Ъ Ю 1О О\ Ф Ф Ch в М М Фй

% вй 1 » с 4 СЧ С с.! !!Ъ Ф

1Ч СЧ <Ч СЧ СЧ СЧ (Ч (Ч

О в с в с = - * с с

ill

802261

Ф 4 о н 3 н! ох

ОХОЭ

:ь Ф а И

Е СЧ

О О

Э н

Х о о н о

О с

О !

ГЪ

О О с с

М Ю а-Ч (Ч

Че

О О

М М

О . О тЧ

О О О

М М

О О О

Ф О Cla

М М М

1 1 . О 1 а Г О

19 Омоав

0eÊЦНХН хар301vЭЕ 3 ИОжЭ Ю !

ХО ох аа

О Г Ф

М И ь ь

0 Г О

СЧ а"(аЧ (Ч

О\ М ГЧ

М %

Ch а-1 01 ч1 СЧ еЧ г4 в ю

СЧ г4 О

ГЧ (Ч (Ч

eWOg

Щ10 Ц С О09

woxа ео! о

ЗИАД Р!

ОО! Н

I I ох инэ о ц х а и

О Г 4

ГЧ

М \О с Ь

° Ч 01 В

ГЧ П3 hl

Ф О

М Ъ т1 Ф г4 ГЧ

Ф О с

М Г

ГЧ (Ч

О !!Ъ Ф

М а 1 (Ч Г Ъ

ГЧ <Ч ГЧ

Эй ХХй

РЗОН I OÕ оое ех х Хна@!

l Э

taI

ЭХХ ! С а

Э I Х хха оцэ

Х Се 11

+ +. +

Э Х

0 1 Х хха

949

Гл 4

3 и

Ц о

I 9 ио ох о к

Х Э о м О

Э gL"

l о

1 I Х

ЭЯИФ

ХДВХ

1 1

eR4

Ю Х Э ах х

1 Э о

Э an W а Ф М «Ч

in t а а Cl 1.- Г с с с М Ь

О О О О О О О О,Г О г! О г1 <Ч т-Г Ф <Ч г1 с Ъ Ь Ь с М М М !

Я1О аО Ф (Ч cl Ф CO о 4 ГЧ гЧ

СЧ (Ч (Ч М М М М М М М

° в в в в в в в s

О г4 <Ч М с ВЪ Ю W Ф 01 О а-1 а- а"< т (ч а 1 ч-1 а-1 т (ГЧ х

il5 о он оа

Хе

Э О

Це

f l6 ай нх

Ы Х

>о

Ц аа

Х эн „5 но

Э"

1 Э!

ЭХ

Х Э в)

О Е-".

Оо

+ф

° °

802261

Формула изобретения

Составитель Е. Уткина

Редактор 3 . Бородкина Техред A.Бабинец Корректор Ю. Макаренко

Заказ 10499 27 Тираж 54 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", г . Ужгород, ул ° Проектная„ 4

Способ получения неионогенных поверхностно-активных веществ на основе сложных эфиров полигидроксилсодержащих соединений, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что триглицериды растительных масел подвергают взаимодействию с полиглицерином со степенью поликонденсации n=2- 0 при их молярном соотношении 1:0,3-12 соответственно, температуре 120-140 С, в присутствии

К СО в качестве катализатора, взятоно в количестве 0,5-5,0 Ъ от веса реакционной массы, в токе азота, пр перемешивании в течение 7-24 ч -..: последующей нейтрализацией реакционной массы соляной кислото:: и обработкой полученного продукта активированньпм углем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Патент Франции 9 2221436, кл . С 07 С 67/02, опублик . 1974 .

2 . Ф . A . Жогло . Жиросахара, N

"Медицина" 1975, с. 65.