BR112017007290B1

BR112017007290B1 - Dispositivo elétrico

Info

Publication number: BR112017007290B1
Application number: BR112017007290-4A
Authority: BR
Inventors: Kaustubh Gupte; Bharat I. Chaudhary; Domonique Downing; Nolan T. Mcdougal; Sreejit Nair
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2022-05-24
Also published as: CA2964848C; CN107075350B; US20170349800A1; CA2964848A1; US10533121B2; JP2017534720A; EP3209744A1; BR112017007290A2; CN107075350A; US20200115606A1; EP3209744B1; WO2016063286A1; KR20170075734A; MX2017004545A; KR102398495B1; US11155738B2; EP3209744A4; JP6486464B2

Abstract

FLUIDOS À BASE DE TRIGLICERÍDEO RAMIFICADO ÚTEIS PARA APLICAÇÕES DIELÉTRICAS E/OU DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR. Uma composição fluida compreende um triglicerídeo que tem pelo menos um resíduo de ácido graxo alfa-ramificado, em que cada resíduo de ácido graxo alfa-ramificado compreende pelo menos uma cadeia de alquila saturada ou monoinsaturada que tem um número total de átomos de carbono que varia de 12 a 20, e em que o triglicerídeo tem pelo menos um dentre (a) um ponto de fulgor de pelo menos 185°C, (b) um ponto de chama de pelo menos 230°C, (c) um ponto de fluidez de -25°C ou menos, ou (d) uma combinação dos mesmos. A composição fluida pode ser útil, por exemplo, como um fluido dielétrico e/ou como um fluido de transferência de calor em transformadores e outras aplicações de dispositivo elétrico.

Description

[001] A presente invenção se refere ao campo de composições fluidas úteis em aplicações dielétricas e/ou de transferência de calor. Mais particularmente, a mesma se refere a triglicerídeos ramificados inovadores que fornecem pontos de fulgor, pontos de chama e/ou pontos de fluidez desejados para uso em aplicações, como em transformadores.

[002] A função primária de transformadores é elevar ou abaixar a voltagem alternada em uma subestação de acordo com os requisitos, a fim de transmitir eletricidade em uma perda baixa sobre distâncias longas por meio de linhas de transmissão e de distribuição. Durante esse processo, o transformador pode ficar extremamente quente, e esse calor deve ser dissipado, tipicamente por meio de um agente refrigerante líquido, mais frequentemente denominado como um fluido de transferência de calor.

[003] O gerenciamento térmico de transformadores é muito fundamental para a segurança da operação do transformador. Muito embora os transformadores convencionais operem eficientemente em temperaturas relativamente altas, o calor excessivo é geralmente muito prejudicial para a vida do transformador. Isso se deve ao fato de que os transformadores contêm isolamento elétrico que serve para impedir que condutores energizados ou outros componentes façam contato ou façam arco sobre outros condutores, componentes ou conjunto de circuitos internos. O calor degrada o isolamento, fazendo com que o mesmo perca sua capacidade de realizar sua função de isolamento pretendida. Quanto mais alta a temperatura experimentada pelo isolamento, mais curto a vida do isolamento. Quando o isolamento falha, pode ocorrer um defeito interno ou curto-circuito. Para impedir a elevação excessiva de temperatura e, como uma consequência, a falha prematura do transformador, os transformadores são, em geral, cheios com um agente refrigerante líquido para dissipar as quantidades relativamente grandes de calor geradas durante a operação normal do transformador. O agente refrigerante também funciona como um fluido dielétrico para isolar eletricamente os componentes de transformador. O fluido dielétrico deve ter capacidade de refrigeração e isolamento durante a vida útil do transformador, que, em algumas aplicações, pode ser de 20 anos ou mais. Devido ao fato de os fluidos dielétricos refrigerarem o transformador através de convecção, a viscosidade de um fluido dielétrico em várias temperaturas é um dentre os fatores chave na determinação de sua eficiência.

[004] Nos últimos anos, os óleos minerais foram amplamente usados em aplicações de transformador, devido ao fato de que os mesmos são bons isoladores elétricos e também de que exibem uma alta condutividade térmica. No entanto, os mesmos também são significativamente inflamáveis, o que representa uma questão de segurança em determinadas operações em ambientes internos, fábricas e subterrâneas.

[005] Os versados na técnica desenvolveram alternativas aos óleos minerais, com sucesso de desempenho variante. Por exemplo, o documento WO2013101376A1 descreve uma composição dielétrica preparada com o uso de um complexo de ligante de metal como um pré-catalisador. O fluido resultante exibe uma estrutura à base de poli(co-etileno-α-olefina) ou poli-α- olefina hiper-ramificada e tem um peso molecular menor que 10.000 Daltons (Da).

[006] O documento EP2402956B1 revela fluidos dielétricos que são triglicerídeos dotados de constituintes de ácido graxo com cadeia ramificada, em que pelo menos uma das cadeias de ácido graxo contém ciclopentadieno ou ciclopentadieno substituído.

[007] O documento WO2012001041A1 revela triglicerídeos com ácidos graxos com cadeia ramificada em que pelo menos uma das cadeias de ácido graxo contêm um heteroátomo.

[008] A Patente US 6645404 revela uma composição não ramificada com alto teor de ácido oleico em que 75 por cento (%) são C18, 10% dos quais são di-insaturados, 3% tri- insaturados e 8% saturados. A composição exibe, supostamente, um ponto de fluidez de -40 graus Celsius (oC).

[009] É, então, altamente desejável fornecer fluidos dielétricos que tenham capacidade de obter um equilíbrio desejável de propriedades em típicas temperaturas de operação do transformador. Isso significa que tais fluidos dielétricos têm um ponto de fulgor relativamente alto, de preferência, pelo menos 185oC; um ponto de chama relativamente alto, de preferência, pelo menos 230oC; um ponto de fluidez que é - 25oC ou menos; ou uma combinação de algumas ou todas as propriedades. Adicionalmente, é desejável que o fluido exiba estabilidade de oxidação térmica desejável, de modo que o mesmo mantenha sua eficácia sobre um período de tempo considerável apesar de seu papel para dissipar contínua ou frequentemente grandes quantidades de calor. Além disso, é desejável que o fluido dielétrico seja preparado de modo relativamente econômico e conveniente.

[010] Em um aspecto, a invenção fornece uma composição fluida que compreende um triglicerídeo, que tem pelo menos um resíduo de ácido graxo alfa-ramificado, em que cada resíduo de ácido graxo alfa-ramificado compreende pelo menos uma cadeia de alquila que tem um número total de átomos de carbono que varia de 12 a 20, e é saturada ou monoinsaturada, e em que o triglicerídeo tem pelo menos um dentre (a) um ponto de fulgor de pelo menos 185oC, (b) um ponto de chama de pelo menos 230oC, (c) um ponto de fluidez de -25oC ou menos, ou (d) uma combinação dos mesmos. Tal composição pode ser útil como, por exemplo, um fluido dielétrico e/ou um fluido de transferência de calor em aplicações de transformador.

[011] Em um segundo aspecto, a invenção fornece um dispositivo elétrico que compreende a composição fluida inventiva como um fluido dielétrico.

[012] A composição fluida inventiva inclui pelo menos um membro de um subgrupo específico de triglicerídeos, selecionado a partir de determinados compostos que têm estruturas moleculares associadas. Esses compostos são triglicerídeos (alternativamente denominados triacilgliceróis) que compreendem um resíduo de glicerol e o resíduo de pelo menos um, pelo menos dois, ou até três resíduos de ácido graxo alfa-ramificado, em que cada resíduo de ácido graxo alfa-ramificado tem um número total de carbono que varia de 12 a 20, ou de 14 a 18. Isso significa que o triglicerídeo pode ser uma molécula relativamente volumosa derivada de ácido dodecanoico (láurico); ácido tridecanoido (tridecíclico); ácido tetradecanoico (mirístico); ácido pentadecanoico (pentadecíclico); ácido hexadecanoico (palmítico); ácido heptadecanoico (margárico); ácido octadecanoico (esteárico); ácido nonadecanoico (nonadecíclico); e/ou ácido eicosanoico (araquídico). Conforme é bem conhecido na técnica, um “ácido graxo” é um ácido carboxílico que tem uma cadeia de alquila ligada ao carbono da carbonila do ácido carboxílico. Conforme usado no presente documento, o termo “ácido graxo alfa-ramificado” significa um ácido graxo no qual o carbono de cadeia de alquila que é o mais próximo do carbono de carbonila (isto é, esse carbono de cadeia de alquila é denominado o “alfa carbono”) serve como um ponto de ramificação na cadeia de alquila. Em outras palavras, o alfa carbono do ácido graxo alfa-ramificado é um carbono terciário ou quaternário. Em várias modalidades, o alfa carbono do ácido graxo alfa- ramificado é um carbono terciário. Sem ater-se a qualquer teoria, especula-se que a incorporação da ramificação descrita nas moléculas tenda a romper a formação da rede cristalina à medida que a temperatura diminui reduzindo, desse modo, efetivamente o ponto de fluidez dos triglicerídeos que incorporam tais ácidos graxos alfa- ramificados.

[013] Em algumas modalidades, o grupo carboxila do resíduo de ácido graxo alfa-ramificado pode estar localizado em um local relativamente central na cadeia de alquila. Isso significa que o grupo carboxila pode estar, em determinadas modalidades específicas, localizado em um ponto de C6 a C10 na cadeia de alquila, por exemplo, aproximadamente C5-C6 no caso de um resíduo de ácido graxo derivado de ácido dodecanoico; C6-C7 no caso de um resíduo de ácido graxo derivado de ácido tridecanoico ou ácido tetradecanoico; C7-C8 no caso de um resíduo de ácido graxo derivado de ácido pentadecanoico ou ácido hexadecanoico; C8-C9 no caso de um resíduo de ácido graxo derivado de ácido heptadecanoico ou ácido octadecanoico; e C9-C10 no caso de um resíduo de ácido graxo derivado de ácido nonadecanoico ou ácido eicosanoico.

[014] Um outro recurso dos triglicerídeos selecionados é que os mesmos podem conter uma ou mais porções químicas de metila pendentes nas cadeias de alquila. Em determinadas modalidades, os triglicerídeos podem conter zero, um ou duas substituições de metila por ramificação. Conforme com o local do(s) grupo(s) carboxila, garantindo um número relativamente baixo e tamanho de porções químicas pendentes na cadeia de alquila especula-se auxiliar na garantia de um ponto de fluidez desejavelmente baixo. Ficará claro, então, que as composições fluidas inventivas compreendem triglicerídeos que podem conter resíduos de tais isômeros ramificados por metila de cada um dos ácidos graxos de C12-C20.

[015] Em geral, é uma compreensão aceitável que níveis mais altos de insaturação tendem a diminuir o ponto de fluidez. No entanto, conforme mostrado na Tabela 3 doravante, o grau de insaturação por si só, independente de ser monoinsaturação ou poli-insaturação, não prediz, por si, o ponto de fluidez. Os inventores do presente documento concluíram que os pontos de fluidez muito baixos em suas composições inventivas podem ser obtidos para triglicerídeos que compreendem ácidos graxos que são totalmente saturados ou apenas monoinsaturados. Ademais, os materiais inventivos também exibem aprimoramentos na estabilidade oxidante, particularmente, em comparação com alguns materiais poli-insaturados.

[016] Os exemplos de moléculas de triglicerídeo adequadas representadas no presente documento como composições fluidas inventivas adequadas podem incluir, mas sem limitação, triglicerídeos que podem ser preparados a partir de glicerol e ácidos carboxílicos de C12-C20 saturados ou monoinsaturados, como ácido iso-hexadecanoico; ácido iso- octadecanoico (por exemplo, “N de ácido isoesteárico FINEOXOCOLTM”; FINEOXOCOLTM é uma marca registrada da Nissan Chemical America Corporation); ácido isotetradecanoico; e combinações dos mesmos. As estruturas de triglicerídeo de três ácidos graxos não limitantes são fornecidas no Exemplo 2. Nota-se que as combinações de qualquer uma das seleções de molécula inovadora, conforme definido no presente documento, podem ser empregadas para formar uma composição fluida útil e, ademais, que qualquer uma dentre as seleções de molécula inovadoras pode ser combinada com outros fluidos ainda por serem identificados para formar composições fluidas úteis e, particularmente eficazes em termos comerciais, incluindo composições fluidas dielétricas e/ou de transferência de calor. Em uma outra modalidade, as composições fluidas da invenção podem ser mescladas com outro óleo incluindo, mas sem limitação, outros triglicerídeos e/ou óleo mineral.

[017] As composições fluidas da invenção exibem uma variedade de propriedades altamente úteis que as tornam particularmente desejáveis para aplicações como em ou como fluidos de transformador. Conforme já notado, tais fluidos podem exibir níveis desejáveis de dieletricidade, isto é, os mesmos podem tender a ser condutores de eletricidade relativamente ruins, mas são defensores eficazes de um campo eletrostático. “Condutividade ruim” de eletricidade é definida, no presente documento como condutividade de menos de um milionésimo (106) de um Siemens. “Suporte” de um campo eletrostático significa que a composição fluida é adequadamente polarizada na aplicação de uma corrente elétrica em, por exemplo, um transformador, a fim de reduzir ou impedir a descarga corona e aumentar a capacitância até um ponto desejado. “Fluido dielétrico” e “dielétrico”, conforme os termos são usados no presente documento, se referem, portanto, a fluidos, o mais tipicamente a líquidos, que não conduzem, ou conduzem em um nível muito baixo, uma corrente elétrica sob condições de uso.

[018] Além disso, as composições inovadoras, de preferência, exibem um ponto de fulgor de pelo menos 185oC, com mais preferência, pelo menos 230oC, e, com máxima preferência, pelo menos 275oC; um ponto de chama de pelo menos 230oC, com mais preferência, pelo menos 265oC, e com máxima preferência, pelo menos 300oC; e um ponto de fluidez de -25oC ou menos, com mais preferência, -35oC ou menos e, com máxima preferência, -45oC ou menos. Essas propriedades contribuem, todas, para tornar as composições inventivas altamente desejáveis para uma variedade de aplicações como fluidos dielétricos e/ou fluidos de transferência de calor.

[019] Em particular, as composições inventivas podem exibir uma viscosidade dinâmica a 40oC que é menor que 900 centipoise (cP, cerca de 0,9 Pascal*segundos, Pa*s), de preferência, menos que 500 cP (cerca de 0,5 Pa*s), e com mais preferência, menos que 400 cP (cerca de 0,4 Pa*s). Em determinadas modalidade específicas, mas não limitantes, as composições fluidas dielétricas da invenção podem ter uma viscosidade dinâmica a 40°C de menos de 200 cP (cerca de 0,2 Pa*s), de preferência, menos que 150 cP (cerca de 0,15 Pa*s), e com máxima preferência, menos que 100 cP (cerca de 0,1 Pa*s).

[020] As composições desta invenção podem ser particularmente úteis como fluidos dielétricos em vários dispositivos elétricos ou equipamentos, por exemplo, como um óleo isolante em transformadores. Ademais, esses podem ser ecologicamente corretos, por exemplo, biodegradáveis e, em determinadas modalidades específicas, podem possuir um equilíbrio desejável de propriedades, especificamente um equilíbrio desejável de propriedades como viscosidade, ponto de fulgor, ponto de chama e ponto de fluidez.

[021] Em geral, a síntese dos triglicerídeos inovadores da invenção envolve, primeiro, a síntese ou aquisição do ácido graxo alfa-ramificado relevante, seguido pela reação do mesmo com glicerol. A reação com glicerol pode ser facilitada, primeiro, ao reagir o ácido graxo alfa-ramificado com uma molécula halogenada altamente reativa, por exemplo, que contém cloro, como cloreto de oxalila, para formar o cloreto de ácido. Esse cloreto de ácido pode, então, ser reagido com glicerol sob condições convencionais, incluindo uma temperatura que varia de 25oC a 50oC, na presença de 4- (dimetilamino)piridina e piridina, e com um diluente como diclorometano. Outras temperaturas, por exemplo, até 110oC; outros reagentes, por exemplo, trietilamina ou dicloro- hexilcarbodi-imida, para condições mediadas por base, ou ácido clorídrico, ácido toluenossulfônico, ácido sulfúrico ou ácido fosfórico, para condições mediadas por ácido; e/ou outros diluentes, por exemplo, clorofórmio, para condições mediadas por base, benzeno ou tolueno, ou condições mediadas por ácido; podem ser, alternativamente, empregadas. A caracterização do triglicerídeo resultante pode ser realizada, por exemplo, NMR de 1H a 400 mega-hertz (MHz) com uso de CDCl3.

[022] Em uma outra modalidade, a síntese pode ser realizada por meio de preparação inicial de um aldeído, que é, então, convertida em um ácido graxo por meio de reação com, por exemplo, cloreto de sódio, e o produto do mesmo é, então, reagido com o glicerol para formar o triglicerídeo alfa- ramificado final.

[023] A ilustração adicional de procedimentos sintéticos, assim como o teste de desempenho, está incluída no presente documento abaixo nos Exemplos. Os tais são destinados a serem ilustrativos apenas e não definem ou descrevem compreensivamente o escopo da invenção, mas fornecem, ao invés disso, informações para possibilitar que o praticante versado na técnica compreenda com mais facilidade e/ou reproduza apenas algumas das muitas modalidades potenciais da invenção. Exemplo 1 Procedimentos Sintéticos de Triglicerídeo 1. Preparação de triglicerídeo isopalmítico (I)

[024] (Sequência de Reação 1) A. Preparação de cloreto de ácido:

[025] Uma solução de ácido isopalmítico (50,08 gramas, g, 195,3 milimols, mmol) em 200 mililitros (ml) de diclorometano é preparada em um frasco de 500 ml seco em forno com um borbulhador fixado e colocado sob nitrogênio. Uma solução de cloreto de oxalila (25,1 ml, 292 mmol, 1,5 de equivalentes, equiv) em 50 ml de diclorometano é adicionada à solução por gotejamento por 15 minutos (min), com o borbulhamento ocorrendo mediante adição. Permite-se que a reação seja agitada de um dia para outro. Os componentes voláteis são removidos sob pressão reduzida, fornecendo o produto como um óleo amarelo (cloreto de ácido). O cloreto de ácido bruto amarelo é usado na etapa a seguir sem purificação adicional. B. Preparação de triglicerídeo isopalmítico (I)

[026] Um frasco de 500 ml seco em forno é carregado com 4- (dimetilamino)piridina (1,19 g, 9,75 mmol, 0,18 equiv) e 200 ml de diclorometano. O aparelho é, então, colocado sob uma atmosfera de nitrogênio. A piridina (17.3 ml, 214 mmol, 3,9 de equiv) e o glicerol (5,1 g, 55 mmol, 1,0 de equiv) são, então, adicionados à solução por meio de seringa. O cloreto de ácido de isopalmítico (53,6 g, 195 mmol, 3,5 de equiv), sintetizado na etapa anterior, é diluído com 50 ml de diclorometano e adicionado à solução de reação por gotejamento em 15 min. sob nitrogênio. A reação é agitada em temperatura ambiente de um dia para outro. A solução é, então, aquecida em 40°C por 16 h. A mistura de reação é filtrada e, então, diluída com diclorometano. As camadas orgânicas são lavadas com água, NaHCO3(aq) saturado, e salmoura e, então, secas em Na2SO4, filtradas e concentradas para fornecer o produto como um óleo. Rendimento: 44,2 g (54,8 mmol, 99%). Os rendimentos de múltiplos experimentos são combinados e o triglicerídeo é separado de impurezas por meio de evaporador de filme untado.

[027] NMR de 1H (400 MHz, CDCl3) δ 5,24 (m, 1H, OCH2CHCH2O), 4,33 (m, 2H, OCHHCH), 4,08 (m, 2H, OCHHCH), 2,31 (m, 3H, COCHCH2), 1,55 (m, 6H, CHCH2CH2), 1,42 (m, 6H, CHCH2CH2), 1,24 (m, 60H, sinais de sobreposição para CH2-(CH2)n-CH3), 0,86 (t, JHH = 7,2 Hz, 18H, CH2CH3) ppm. 2. Preparação de triglicerídeo n isoesteárico (II)

[028] (Sequência de Reação 2) A. Preparação de cloreto de ácido:

[029] Uma solução de N de ácido isoesteárico (30,30 g, 106,5 mmol) em 120 ml de diclorometano é preparada em um frasco de 500 ml seco em forno. Um borbulhador é fixado e o aparelho é colocado sob nitrogênio. Uma solução de cloreto de oxalila (13,8 ml, 161 mmol, 1,5 de equivalentes, equiv) em 30 ml de diclorometano é adicionada à solução por gotejamento por 15 minutos (min) e o borbulhamento ocorre imediatamente. Permite-se que a reação seja agitada de um dia para outro. Os componentes voláteis são removidos sob pressão reduzida. O cloreto de ácido bruto amarelo é usado na etapa a seguir sem purificação adicional. B. Preparação de triglicerídeo isoesteárico II:

[030] Uma solução de 4-(dimetilamino)piridina (0,649 g, 5,31 mmol, 0,17 de equiv) e 120 ml de diclorometano são carregados em um frasco de 500 ml seco em forno e colocado sob uma atmosfera de nitrogênio. A piridina (9,5 ml, 120 mmol, 3,9 de equiv) e o glicerol (2,8 g, 30 mmol, 1,0 de equiv) são, então, adicionados à solução por meio de seringa. O cloreto de N ácido de isoesteárico (31,95 g, 105,5 mmol, 3,47 de equiv), sintetizado na etapa anterior, é diluído com 30 ml de diclorometano e adicionado à solução de reação por gotejamento em 15 minutos sob nitrogênio. A reação é agitada em temperatura ambiente de um dia para outro. A solução é, então, aquecida em 40°C por 16 h. A mistura de reação é filtrada e, então, é diluída com diclorometano. A camada orgânica é lavada com água, NaHCO3(aq) saturado e salmoura. A solução é, então, secada em Na2SO4, filtrada e concentrada para fornecer o produto como um óleo. Rendimento: 22,56 g (25,31 mmol, 84,0%). Os rendimentos de múltiplos experimentos são combinados e o triglicerídeo é separado de impurezas por meio de evaporador de filme untado.

[031] NMR de 1H (400 MHz, CDCl3) δ 5,24 (m, 1H, OCH2CHCH2O), 4,32 (m, 2H, OCHHCH), 4,09 (m, 2H, OCHHCH), 2,36 (m, 3H, COCHCH2), 1,54 (m, 6H, CH2CH(CH3)CH2), 1,23 (m, 60H, sinais de sobreposição para CH2), 0,78 (m, 36H, sinais de sobreposição para CH3) ppm.

[032] 3. Preparação de triglicerídeo de C14 insaturado (III)

[033] (Sequência de Reação 3) A. Preparação de aldeído:

[034] Uma solução de heptanal (32,5 ml, 233 mmol) em 250 ml de diclorometano anidro é preparada em um frasco de 500 ml seco em forno e resfriada com um banho de gelo. Trifluoreto- dietileterato de boro (34,5 ml, 280 mmol, 1,2 de equiv) é adicionado à solução por gotejamento por 15 min por meio de um funil de adição seco em forno sob uma atmosfera de nitrogênio. A reação é agitada por 15 min a 0°C, então, o banho de gelo é removido e a reação é agitada por 3 h adicionais. Após 3 h a reação é arrefecida bruscamente com a adição de 250 ml de NaHCO3(aq) saturado à solução de reação em um frasco grande de Erlenmeyer, seguido de adição lenta de NaHCO3 sólido até que o borbulhamento pare. A mistura é, então, extraída com diclorometano em um funil separador. As camadas orgânicas combinadas são lavadas com água e salmoura. A solução orgânica é, então, seca em Na2SO4, filtrada e concentrada. (E)-2-pentilnon-2-enal é obtido como um óleo amarelo. Rendimento: 17,82 g (84,72 mmol, 72,7%).

[035] NMR de 1H (400 MHz, CDCl3) δ 9,34 (s, 1H,CHO), 6,42 (t, JHH = 7,2 Hz, 1H, COCCHCH2), 2,33 (q, JHH = 7,6 Hz, 2H, CHCH2CH2), 2,21 (t, JHH = 7,2 Hz, 2H, COCCH2CH2), 1,37 (m, 14H, sinais de sobreposição para CH2-(CH2)n-CH3), 0,87 (m, 6H, sinais de sobreposição para CH3) ppm. B. Preparação de ácido graxo:

[036] Carrega-se a um frasco de 500 ml o aldeído α,β- insaturado (25,01 g, 118,9 mmol) e 150 ml de T-butanol. O 2- metil-2-buteno (84,2 ml, 795 mmol, 6,7 de equiv) é, então, adicionado ao frasco com agitação. Uma solução de 80% de cloreto de sódio puro (17,52 g, 155,0 mmol, 1,3 de equiv) e fosfato de di-hidrogênio sódico (18,55 g, 154,6 mmol, 1,3 de equiv) em 150 ml de água é preparado em um frasco Erlenmeyer e adicionado ao fraco de reação por gotejamento em 45 min. A temperatura de reação sobe 7°C no curso da adição da solução aquosa. A solução bifásica é agitada em temperatura ambiente de um dia para outro. O dia seguinte, a mistura de reação é diluída com 350 ml de água e extraída com duas (2) porções de 126 ml de hexano. A fase aquosa é acidificada até um pH de 2 (com 10% de HCl(aq)), saturado com NaCl, e extraída com três (3) porções de 175 ml de éter. As camadas orgânicas combinadas são secas com MgSO4 e concentradas. O resíduo resultante é purificado por meio de cromatografia de gel de sílica para produzir ácido de (E)-2-pentilnon-2-enoico como um óleo. Rendimento: 24,24 g (107,1 mmol, 90,1%).

[037] NMR de 1H (400 MHz, CDCl3) δ 6,86 (t, JHH = 7,6 Hz, 1H, COCCHCH2), 2,26 (t, JHH = 7,6 Hz, 2H, COCCH2CH2), 2,18 (q, JHH = 7,2 Hz, 2H, CHCH2CH2), 1,34 (m, 14H, sinais de sobreposição para CH2-(CH2)n-CH3), 0,87 (m, 6H, sinais de sobreposição para CH3) ppm. C. Preparação de cloreto de ácido:

[038] Uma solução de ácido de (E)-2-pentilnon-2-enoico (65,2 g, 288,0 mmol) em 200 ml de diclorometano é carregada para um frasco de 500 ml seco em forno com um borbulhador. Uma solução de cloreto de oxalila (50,0 ml, 583 mmol, 2,0 de equiv) em 50 ml de diclorometano é adicionada à solução sob uma atmosfera de nitrogênio lentamente em 15 min. O gás começa a fluir através do borbulhador imediatamente mediante adição. Permite-se que a reação seja agitada de um dia para outro, após o qual a reação é concluída conforme indicado pela carência de gás que flui através do borbulhador. Os componentes voláteis são removidos sob pressão reduzida. O cloreto de ácido bruto amarelo é usado na etapa a seguir sem purificação adicional. D. Preparação de triglicerídeo de C14 insaturado (III) :

[039] Uma solução de 4-(dimetilamino)piridina (1,80 g, 14,73 mmol, 0,18 de equiv) e 200 ml de diclorometano é carregada em um frasco de 500 ml seco em forno e colocado sob nitrogênio. A piridina (26,0 ml, 323 mmol, 3,9 de equiv) e o glicerol (7,60 g, 82,5 mmol, 1,0 de equiv) são, então, adicionados à solução por meio de seringa. O cloreto de ácido (E)-2- pentilnon-2-enoico (70,51 g, 288,0 mmol, 3,5 de equiv), sintetizado na etapa anterior, é diluído com 50 ml de diclorometano e adicionado à solução de reação por gotejamento em 15 min. sob nitrogênio. A reação é agitada em temperatura ambiente de um dia para outro. A solução é, então, aquecida em 40°C por 16 h. A mistura de reação é filtrada e, então, diluída com diclorometano. A camada orgânica é lavada com água, NaHCO3(aq) saturado e salmoura. A solução é, então, secada em Na2SO4, filtrada e concentrada para fornecer o produto como um óleo amarelo. Rendimento: 57,1 g (79,6 mmol, 96,4%). Os rendimentos de múltiplos experimentos são combinados e o triglicerídeo é separado de impurezas por meio de um evaporador de filme untado.

[040] NMR de 1H (400 MHz, CDCl3) δ 6,73 (t, JHH = 7,6 Hz, 3H, COCCHCH2), 5,42 (m, 1H, OCH2CHCH2O), 4,39 (m, 4H, OCH2CH), 2,24 (t, JHH = 7,2 Hz, 6H, COCCH2CH2), 2,15 (m, 6H, CHCH2CH2), 1,41 (m, 42H, sinais de sobreposição para CH2-(CH2)n-CH3), 0,86 (m, 18H, sinais de sobreposição para CH2CH3) ppm. Exemplo 2 Propriedade de Triglicerídeos Sintetizados no Exemplo 1

[041] Três triglicerídeos exemplificativos, que correspondem em estrutura molecular ao seguinte, são preparados conforme descrito no Exemplo 1 (1.) para a Amostra I [triglicerídeo isopalmítico (I)]; Exemplo 1 (2.) para a Amostra II [triglicerídeo N isoesteárico (II)]; e Exemplo 1 (3.) para a Amostra III [triglicerídeo de C14 insaturado (III)].

[042] O teste para determinar o ponto de fluidez é realizado por meio do método de câmara ambiental. Esse método envolve transferir 500 microlitros (μL) de cada amostra em um recipiente por meio de pipeta e colocando o mesmo em uma bandeja de recipiente de alumínio com 96 poços. Uma esfera de cobre (“BB”) é colocada em cada recipiente e os reservatórios são tampados com uma cobertura de tampa clara (Sun-SRI™ MicroMat™ feita de silicone para placas de 96 poços /n°300- 002VWR). A bandeja de alumínio é, então, colocada em um recipiente de espuma encaixado para isolamento e colocada em um ambiente ambiental (Câmara de Temperatura Modelo 1007S disponível junto à TestEquityTM). A câmara é ajustada para uma temperatura desejada e a amostra é mantida no presente documento por pelo menos 4 h. As medições nesse estudo são tomadas 5 oC de acréscimos. A configuração é, então, removida da câmara, invertida em um scanner, e as varreduras são realizadas em intervalos de 15 segundos (seg.) pela duração de um min. As fotografias são varridas digitalmente em formato .jpg na marca de 1 min a fim de confirmar a capacidade do óleo fluir, contanto que a BB possa ser vista na varredura. Por outro lado, a ausência da BB é considerada como um resultado negativo, indicando a falha do óleo de fluir nessa temperatura. Os resultados do teste são mostrados na Tabela 1. TABELA 1. PROPRIEDADES DO EXEMPLO 2 - AMOSTRAS I A III

1Viscosidade Dinâmica a 40 oC é medida por meio do protocolo de ASTM D7042 (2012). 2Ponto de fulgor é medido por meio do protocolo de ASTM D92 (2012). 3Ponto de chama é medido por meio do protocolo de ASTM D92 (2012). 4Ponto de fluidez é medido por meio do protocolo de ASTM D97 (2012). 5Pa*s é Pascal*segundo. 6N de ácido isoesteárico FINEOXOCOLTM

Exemplo Comparativo 1

[043] As amostras comparativas (designadas como CS1 a CS5) também são testadas, com o uso do mesmo protocolo como no Exemplo 2. Os materiais comparados incluem:

[044] NEOBEETM 1053 é um triglicerídeo caprílico/cáprico disponível junto à Stepan Company, produzido com o uso de glicerol de fontes de óleo vegetal e ácidos graxos de cadeia média de óleo de coco ou semente de palmeira. A literatura do fabricante reivindica que o mesmo tenha uma viscosidade a 25oC de 0,025 Pa*s; um ponto de fulgor de 260oC; e um ponto de congelamento de -5 oC.

[045] BIOTEMPTM é um fluido dielétrico biodegradável descrito como um óleo vegetal com propriedade intensificada combinado com estabilizadores para intensificar a estabilidade de oxidação, desenvolvido pela ABB Inc. ENVIROTEMPTMFR3, que está disponível junto à Cargill, Incorporated, é descrito como um fluido de isolamento elétrico renovável à base de éster de soja.

[046] Nota-se que embora algumas das combinações exibam altos ponto de fulgor e ponto de chama, nenhuma delas exibe experimentalmente um ponto de fluidez no presente documento que seja menor que -21 oC. Os resultados do teste são mostrados na Tabela 2. TABELA 2: PROPRIEDADES DE AMOSTRAS COMPARATIVAS (CS) 1 A 5

C18:1 = ácido oleico com monoinsaturação. (Conforme C18:0 = insaturado) --indica que nenhum dado foi obtido

EXEMPLO COMPARATIVO 2

[047] As informações de saturação, dados de viscosidade, ponto de fluidez e ponto de fulgor são obtidos para uma variedade de óleos que ocorrem naturalmente. Novamente, nota- se que nenhum dos óleos comumente conhecidos tem um ponto de fluidez menor que -21oC. As informações estão compreendidas na Tabela 3. Os dados de ponto de chama, embora não fornecidos no presente documento, são tipicamente de 25oC a 30oC maiores do que o ponto de fulgor. TABELA 3: PROPRIEDADES DE ÓLEOS OBTIDOS A PARTIR DE VÁRIAS FONTES QUE OCORREM NATURALMENTE

Fonte: Lawate, S.S., K. Lai, e Chor Huang, “Vegetable Oils— Structure and Performance”, em Tribology Data Handbook, editado por E.R. Booser. CRC Press (1997).

Claims

1. Dispositivo elétrico, caracterizado pelo fato de compreender uma composição de fluido dielétrico compreendendo: - um triglicerídeo tendo pelo menos um resíduo de ácido graxo alfa-ramificado, sendo que cada resíduo de ácido graxo alfa- ramificado compreende: - pelo menos uma cadeia de alquila tendo um número total de átomos de carbono variando de 12 a 20, e que é saturada ou monoinsaturada, e sendo que o triglicerídeo tem pelo menos um de: (a) um ponto de fulgor de pelo menos 185 oC, (b) um ponto de chama de pelo menos 230 oC, (c) um ponto de fluidez de -25 oC ou menos, ou (d) uma combinação dos mesmos.

2. Dispositivo elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o grupo carboxila do resíduo de ácido graxo alfa-ramificado estar localizado entre C6 e C10 na cadeia de alquila.

3. Dispositivo elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a cadeia de alquila conter pelo menos uma porção química de metila pendente.

4. Dispositivo elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de a cadeia de alquila conter uma ou duas porções químicas de metila pendentes.

5. Dispositivo elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o triglicerídeo ter pelo menos um dentre (a) um ponto de fulgor de pelo menos 275oC; (b) um ponto de chama de pelo menos 265oC; (c) um ponto de fluidez de -35 oC ou menor; ou (d) uma combinação dos mesmos.

6. Dispositivo elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de o triglicerídeo ter pelo menos um dentre (a) um ponto de chama de pelo menos 300oC; (b) um ponto de fluidez de -45oC ou menor; ou (c) uma combinação dos mesmos.

7. Dispositivo elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de o número total de átomos de carbono na cadeia de alquila variar de 14 a 18.

8. Dispositivo elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de a composição de fluido dielétrico ter, adicionalmente, uma viscosidade dinâmica a 40°C de 0,9 Pascal*segundo ou menos.