CS197144B1 - Process for the hydrogenation of higher unsaturated carboxylic acids esters - Google Patents

Process for the hydrogenation of higher unsaturated carboxylic acids esters Download PDF

Info

Publication number
CS197144B1
CS197144B1 CS523778A CS523778A CS197144B1 CS 197144 B1 CS197144 B1 CS 197144B1 CS 523778 A CS523778 A CS 523778A CS 523778 A CS523778 A CS 523778A CS 197144 B1 CS197144 B1 CS 197144B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
hydrogenation
reaction
nickel
unsaturated carboxylic
parts
Prior art date
Application number
CS523778A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Petr Svoboda
Jiri Soucek
Frantisek Uhlir
Jiri Hetflejs
Original Assignee
Petr Svoboda
Jiri Soucek
Frantisek Uhlir
Jiri Hetflejs
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Petr Svoboda, Jiri Soucek, Frantisek Uhlir, Jiri Hetflejs filed Critical Petr Svoboda
Priority to CS523778A priority Critical patent/CS197144B1/en
Publication of CS197144B1 publication Critical patent/CS197144B1/en

Links

Landscapes

  • Fats And Perfumes (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu hydrogenace esterů vyšších nenasycených karboxylových kyselin v přítomnosti katalytického systému na bázi sloučenin dvojmocného niklu a organohlinitých sloučenin.The invention relates to a process for the hydrogenation of higher unsaturated carboxylic acid esters in the presence of a catalyst system based on divalent nickel compounds and organoaluminium compounds.

Hydrogenace esterů nenasycených karboxylových kyselin je nejen teoreticky zajímavý, ale i z technicko-ekonomického hlediska významný proces, který je široce využíván např. v tukovém průmyslu k zušlechťování a ztužování rostlinných olejů a živočišných tuků. Je známo, že hydrogenaci těchto látek, jež jsou glyceridy vyšších mastných kyselin obsahujících ve své molekule až tři dvojné vazby mezi atomy uhlíku, lze uskutečnit jako heterogenní proces za použití kovů na nosičích, např. niklu na alumině, jako katalyzátorů. Nevýhodou tohoto způsobu hydrogenace, jenž je dosud převážně využíván v technické praxi, je poměrně nízká účinnost i selektivita těchto typů katalyzátorů, které vyžadují provádět hydrogenační proces za poměrně vysokých teplot. To je spojeno s řadou omezení z hlediska selektivity reakce, tj. přeměny hydrogenovaných výchozích látek na sloučeninu nebo směs sloučenin žádaného chemického složení.Hydrogenation of unsaturated carboxylic acid esters is not only theoretically interesting, but also technically and economically important process, which is widely used, for example, in the fat industry to refine and solidify vegetable oils and animal fats. It is known that the hydrogenation of these higher fatty acid glycerides containing up to three carbon-carbon double bonds in their molecule can be accomplished as a heterogeneous process by using supported metals such as nickel on alumina as catalysts. A disadvantage of this process of hydrogenation, which is still largely used in technical practice, is the relatively low efficiency and selectivity of these types of catalysts, which require a hydrogenation process at relatively high temperatures. This is associated with a number of limitations in the selectivity of the reaction, ie the conversion of hydrogenated starting materials to a compound or mixture of compounds of the desired chemical composition.

Z literatury je dále známo, že katalyzátory hydrogenace nenasycených sloučenin jsou i komplexy přechodných kovů I., II., V-VIII. skupiny periodické soustavy prvků (B.R. James: Homogeneous hydrogenation, Wiley, New York 1973), z nichž pro hydrogenaci esterů nenasycených mastných kyselin byly zejména využity tzv. Zieglerovy katalyzátory, získané ze sloučeniny niklu reakcí s organohlinitými látkami typu A1R3, kde R označuje alkyl- a alkoxyskupiny.It is further known from the literature that catalysts for the hydrogenation of unsaturated compounds are also transition metal complexes I., II., V-VIII. groups of the Periodic Table of the Elements (BR James: Homogeneous Hydrogenation, Wiley, New York 1973), of which the so-called Ziegler catalysts obtained from a nickel compound by reaction with organoaluminium-type A1R 3 compounds where R denotes alkyl are mainly used for hydrogenation of unsaturated fatty acid esters. and alkoxy groups.

197 144197 144

197 144197 144

Bylo popsáno, že katalyzátory tohoto typu, získané kombinací sloučeniny přechodného kovu s triethylhliníkem, jsou aktivní při hydrogenací monoolefinů (J. Amer. Chem. Soc. 85, 4014 (1963)), polyenú a esterů nenasycených mastných kyselin (Jap. pat. přihláška č. 21 082/1970) a systém bis(2,4-pentadionát) nikelnatý s triethylhliníkem a diethylmonoethoxyhliníkem byl použit při nízkoteplotní hydrogenací bavlníkového oleje (Yukagaku 24, 11 (1975), Yukagaku 24, 649 (1975)) v n-hexanu jako rozpouštědle. Sloučeniny dvojmocného niklu s triethylhliníkem se ukázaly i jako účinné katalyzátory selektivní bezrozpouštědlové hydrogenace polynenasycených olejů (Franc. pat. č. 2 258 896 a NSR vykl. spis č. 2 503 486).Catalysts of this type, obtained by combining a transition metal compound with triethyl aluminum, have been reported to be active in the hydrogenation of monoolefins (J. Amer. Chem. Soc. 85, 4014 (1963)), polyene and unsaturated fatty acid esters (Jap. Pat. No. 21,082 / 1970) and a nickel bis (2,4-pentadionate) system with triethyl aluminum and diethyl monoethoxy aluminum was used in the low temperature hydrogenation of cottonseed oil (Yukagaku 24, 11 (1975), Yukagaku 24, 649 (1975)) in n-hexane as a solvent. Nickel divalent compounds with triethyl aluminum have also been shown to be effective catalysts for the selective, solvent-free hydrogenation of polyunsaturated oils (French Pat. No. 2,258,896 and FR-2,503,486).

Postupem podle vynálezu se hydrogenace esterů vyšších nenasycených karboxylových kyselin obsahujících jednu až tři C=C vazby a řetězec o 12 až 22 atomech uhlíku, s výhodou glyceridů těchto kyselin, provádí v přítomnosti katalytického systému na bázi sloučenin dvojmocného niklu a organohlinitých sloučenin, přičemž se jako katalyzátoru používá systému vzniklého reakcí karboxylátů nikelnatých obecného vzorce (RCOO^Ni, kde R představuje alkylskupinu o 5 až 17 atomech uhlíku nebo alkenylskupinu o 15 až 17 atomech uhlíku, s bis(2-methoxyethoxy)dihydridohlinitanem sodným za použití obou látek v hmotnostních poměrech 1:0,5 až 1:20.According to the process of the invention, the hydrogenation of esters of higher unsaturated carboxylic acids containing one to three C = C bonds and a chain of 12 to 22 carbon atoms, preferably glycerides thereof, is carried out in the presence of a catalytic system based on divalent nickel compounds and organoaluminium compounds. The catalyst utilizes a system formed by the reaction of nickel carboxylates of the general formula (RCOO ^ Ni, where R is C5-17 alkyl or C15-17 alkenyl) with sodium bis (2-methoxyethoxy) dihydrodihydrate using both 1 : 0.5 to 1:20.

Typickými látkami podléhajícími hydrogenací postupem podle vynálezu jsou estery nenasycených kyselin obsahujících jednu až tři C=C vazby, jejichž řetězec je tvořen 12 až 22 atomy uhlíku, např. methylestery kyseliny linolenové a olejové nebo jejich směsi. Typickým materiálem v druhém případě je bavlníkový, sójový, slunečnicový a řepkový olej a živočišné tuky, např. hovězí lůj apod.Typical hydrogenation agents of the present invention are unsaturated acid esters containing one to three C = C bonds having a chain of 12 to 22 carbon atoms, such as linolenic and oleic acid methyl esters or mixtures thereof. Typical material in the second case is cotton, soy, sunflower and rapeseed oil and animal fats such as beef tallow etc.

Hydrogenací těchto látek za použití katalyzátoru popsaného v tomto vynálezu lze provést v rozpouštědle nebo v nepřítomnosti rozpouštědla, za teplot 10 až 180 °C a tlaku vodíku až do 2 MPa, s navážkou katalyzátoru 1 hmotnostní díl niklu ve formě sloučeniny niklu na 1 000 až 10 000 hmotnostních dílů hydrogenované látky. Jako rozpouštědlo lze použít alifatické i aromatické uhlovodíky, s výhodou n-hexan, petrolether, benzinovou frakci s teplotou varu do 70 °C. Rozpouštědlo je výhodné zejména při provádění hydrogenace glyceridů nenasycených kyselin za nízkých teplot, kdy v průběhu reakce dochází k nežádoucímu zvýšení viskosity reakční směsi nebo vylučování tuhých produktů.Hydrogenation of these compounds using the catalyst described herein can be carried out in a solvent or in the absence of a solvent, at a temperature of 10 to 180 ° C and a hydrogen pressure of up to 2 MPa, weighing 1 part by weight of nickel as 1000 to 10 000 parts by weight of hydrogenated substance. Aliphatic and aromatic hydrocarbons, preferably n-hexane, petroleum ether, gasoline fractions having a boiling point up to 70 ° C, can be used as solvent. The solvent is particularly advantageous when carrying out the hydrogenation of unsaturated acid glycerides at low temperatures, during which the viscosity of the reaction mixture or the precipitation of solid products is undesirably increased during the reaction.

V závislosti na podmínkách reakce, navážkách katalyzátoru a hmotnostním poměru obou složek použitých při přípravě katalyzátoru umožňuje postup popsaný v tomto vynálezu vést hydrogenaci selektivně do různého stupně nasycenosti vznikajících produktů. Tak např. sójový olej, obsahující směs glyceridů kyseliny linolenové, linolové, olejové, stearové a palmitové, lze za použití popsaného katalyzátoru hydrogenovat za odstranění esteru kyseliny linolenové bez podstatného zvýšení obsahu esteru kyseliny stearové nebo lze hydrogenací vést selektivně do stadia oleátů nebo stearátů.Depending on the reaction conditions, the weight of the catalyst and the weight ratio of the two components used in the preparation of the catalyst, the process described in this invention allows the hydrogenation to be selectively led to different degrees of saturation of the products formed. For example, soybean oil containing a mixture of linolenic, linoleic, oleic, stearic and palmitic glycerides can be hydrogenated using the described catalyst to remove the linolenic acid ester without substantially increasing the stearic ester content, or can be hydrogenated selectively to the oleate or stearate stage.

Další výhodou postupu podle vynálezu ve srovnání s dosud známými procesy je i skutečnost, že k aktivaci katalytického systému se používá látky, jejíž manipulace není spojena s nebezpečím samovznícení, běžného při aplikaci některých triorganohlinitých sloučenin, např. triethylhliníku.A further advantage of the process of the invention over the prior art processes is the fact that a substance is used to activate the catalytic system, the handling of which is not associated with the risk of autoignition common to certain triorganoaluminium compounds such as triethyl aluminum.

Dále uvedené příklady dokreslují postup podle vynálezu, aniž jej omezují nebo vymezují.The following examples illustrate the process of the invention without limiting or limiting it.

197 144197 144

Příklad 1Example 1

Do reakční nádoby byl předložen 1 hmotnostní díl (dále jen díl) mléčnanu nikelnatého,1 part by weight (hereinafter referred to as "part") of nickel lactate was introduced into the reaction vessel,

900 dílů methylesterů sójového oleje a nádoba byla evakuována. Poté byl napuštěn vodík, reakční směs byla promíchána a přidáno 12 dílů bls(2-methoxyethoxy)dlhydrldohlinitanu sodného. Reakční teplota byla zvýšena na 100 °C. Výchozí směs obsahovala (v hmot. %; dále jen)% :900 parts soybean oil methyl esters and the vessel was evacuated. Hydrogen was then charged, the reaction mixture was stirred, and 12 parts of sodium bis (2-methoxyethoxy) dihydrodaluminate was added. The reaction temperature was raised to 100 ° C. The starting mixture contained (in% by weight; hereinafter referred to as)%:

9,7 % esteru kyseliny linolenové (18:3), 55,1 % esteru kyseliny linolové (18:2), 22,2 % esteru kyseliny olejové (18:1), 3,9 % esteru kyseliny stearové (18:0) a 9,2 % esteru kyseliny palmitové (16:0); po 45 minutové reakci byla získána směs tohoto složení (v hmot. %; dále jen %): 29,4 % (18:2), 57,4 % (18:1), 4 % (18:0) a 9,2 « (16:0).9.7% linolenic ester (18: 3), 55.1% linoleic ester (18: 2), 22.2% oleic acid ester (18: 1), 3.9% stearic acid ester (18: 0) ) and 9.2% palmitic acid ester (16: 0); after a 45 minute reaction, a mixture of the following composition was obtained (in wt.%; hereinafter%): 29.4% (18: 2), 57.4% (18: 1), 4% (18: 0) and 9, 2 «(16: 0).

Příklad 2Example 2

Do reakční nádoby byl předložen 1 díl lauranu nikelnatého a 60 dílů sójového oleje. Nádoba byla evakuována, naplněna vodíkem, míchána a po přidání 8 dílů bis(2-methoxyethoxy)dihydridohlinitanu sodného byla směs zahřáta na 90 °C. Po 15 minutách bylo odstaveno zahřívání a přidáno 800 dílů sójového oleje. Po 30 minutové hydrogenaci při teplotě 20 °C a tlaku 0,1 MPa měla výsledná směs složení: 23 % (18:2), 62,8 « (18:1), 5 % (18:0) a 9,2 % (16:0).1 part of nickel laurate and 60 parts of soybean oil were charged to the reaction vessel. The vessel was evacuated, filled with hydrogen, stirred, and after addition of 8 parts of sodium bis (2-methoxyethoxy) dihydride, the mixture was heated to 90 ° C. After 15 minutes, heating was stopped and 800 parts soybean oil was added. After 30 minutes hydrogenation at 20 ° C and 1 bar, the resulting mixture had the following composition: 23% (18: 2), 62.8% (18: 1), 5% (18: 0) and 9.2% (16: 0).

Příklad 3Example 3

Do reakční nádoby byl předložen 1 díl stearátu nikelnatého, 600 dílů živočišného loje. Prostor byl evakuován, naplněn vodíkem a po promíchání a zahřátí na 120 °C bylo přidáno 15 dílů bis(2-methoxyethoxy)dihydridohlinitanu sodného. Po 50minutové reakci došlo k téměř kvantitativnímu odstranění nenasycených sloučenin (jodové číslo 3).1 part of nickel stearate, 600 parts of tallow were placed in the reaction vessel. The space was evacuated, filled with hydrogen, and after stirring and heating to 120 ° C, 15 parts of sodium bis (2-methoxyethoxy) dihydride aluminum hydride was added. After a 50 minute reaction, the unsaturated compounds were almost quantitatively removed (iodine number 3).

Příklad 4Example 4

Do reakční nádoby byl předložen 1 díl olejanu nikelnatého a 700 dílů sádla. Po vyevakuování a naplnění prostoru vodíkem bylo přidáno 10 dílů bis(2-methoxyethoxy)dihydridohlinitanu sodného a teplota byla zvýšena na 150 °C. Po 60 minutách byla hydrogenace přerušena a v reakčním produktu nebyly nalezeny látky obsahující C=C vazby (jodové číslo 2,8).1 part nickel (II) oleate and 700 parts lard were charged to the reaction vessel. After evacuating and filling the space with hydrogen, 10 parts of sodium bis (2-methoxyethoxy) dihydride were added and the temperature was raised to 150 ° C. After 60 minutes, the hydrogenation was discontinued and no C = C linkages (iodine 2.8) were found in the reaction product.

Příklad 5Example 5

Do reakční nádoby byl navážen 1-díl mléčnanu nikelnatého a 1 700 dílů 31% roztoku řepkového oleje v n-hexanu. Reakční prostor byl evakuován, naplněn vodíkem, vyhřát na 80 °C a po zapnutí míchadla bylo přidáno 7 dílů bis(2-methoxyethoxy)dlhydridohlinitanu sodného. Výchozí směs obsahovala: 3,6 % esteru kyseliny erukové (22:1), 7,3 % esteru kyseliny linolenové (18:3), 20,5 % esteru kyseliny linolové (18:2), 62,7 % esteru kyseliny olejové (18:1),1 part of nickel lactate and 1700 parts of a 31% solution of rapeseed oil in n-hexane were weighed into the reaction vessel. The reaction space was evacuated, filled with hydrogen, heated to 80 ° C and 7 parts of sodium bis (2-methoxyethoxy) aluminum hydride were added after the stirrer was switched on. The starting mixture contained: 3.6% erucic ester (22: 1), 7.3% linolenic ester (18: 3), 20.5% linoleic ester (18: 2), 62.7% oleic acid ester (18: 1)

1,4 % esteru kyseliny stearové (18:0) a 4,5 % esteru kyseliny palmitové (16:0); po 35 minutové reakci byl získán produkt tohoto složení: 3,5 % (22:1), 21 % (18:2), 65,5 % (18:1), 2,2 % (18:0) a 4,5 % (16:0).1.4% stearic acid ester (18: 0) and 4.5% palmitic acid ester (16: 0); after 35 minutes of reaction, the following composition was obtained: 3.5% (22: 1), 21% (18: 2), 65.5% (18: 1), 2.2% (18: 0) and 4, 5% (16: 0).

Příklad 6Example 6

Do reakční nádoby byl předložen 1 díl stearanu nikelnatého, 90 dílů linolenátu methyl197 144 natého a po evakuaci a naplněni prostoru vodíkem bylo zapojeno mícháni a teplota zvýšena na 80 °C. Poté bylo přidáno 8 dílů bis(2-methoxyethoxy)dihydridohlinitanu sodného a po dalěích 10 minutách bylo přidáno dalěích 800 dílů linolenátu methylnatáho. Tlak vodíku byl zvýěen na 1 MPa. Po 40 minutách hydrogenace při teplotě 20 °C byl získán nasycený produkt stearan methylnatý.The reaction vessel was charged with 1 part nickel stearate, 90 parts methyl methyl stearate linolenate, and after evacuation and filling the space with hydrogen, stirring was started and the temperature raised to 80 ° C. Then 8 parts of sodium bis (2-methoxyethoxy) dihydride aluminum hydride were added and after another 10 minutes an additional 800 parts of methyl linolenate was added. The hydrogen pressure was increased to 10 bar. After 40 minutes of hydrogenation at 20 ° C, the saturated methyl stearate product was obtained.

Příklad 7Example 7

Do reakční nádoby byl navážen 1 díl mláčnanu nikelnatého a 700 dílů sójového oleje. Po evakuaci, naplnění prostoru vodíkem a zapnutí míchání bylo přidáno 7 dílů bis(2-methoxyethoxy )dlhydridohlinitanu sodného. Teplota byla zvýšena na 100 °C a tlak na 0,1 MPa. Po 4Ominuto vé reakci byl získán produkt tohoto složení: 15 % (18:2), 65,8 % (18:1), 10 % (18:0) a 9,2 %1 part nickel (II) thilatate and 700 parts soybean oil were weighed into the reaction vessel. After evacuation, filling the space with hydrogen and turning on the stirring, 7 parts of sodium bis (2-methoxyethoxy) aluminum hydride were added. The temperature was raised to 100 ° C and the pressure to 0.1 MPa. After a 4 minute reaction, the following composition was obtained: 15% (18: 2), 65.8% (18: 1), 10% (18: 0) and 9.2%

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob hydrogenace esterů vyěěích nenasycených karboxylových kyselin, obsahujících jednu až tři C=C vazby a řetězec o 12 až 22 atomech uhlíku, s výhodou glycerldů těchto kyselin, v přítomnosti katalytického systému na bázi sloučenin dvojmocného niklu a organohlinitých sloučenin, vyznačený tím, že se jako katalyzátoru používá systému vzniklého reakcí karboxylátů nikelnatých obecného vzorce (RCOO^Ni, kde R představuje alkylskupinu o 5 až 17 atomech uhlíku nebo alkenylskupinu o 15 až 17 atomech uhlíku, s bis(2-methoxyethoxy)dihydridohlinitanem sodným za použití obou látek v hmotnostních poměrech 1:0,5 až 1:20.A process for the hydrogenation of esters of higher unsaturated carboxylic acids containing one to three C = C bonds and a chain of 12 to 22 carbon atoms, preferably glycerides of these acids, in the presence of a catalytic system based on divalent nickel compounds and organoaluminium compounds. The catalyst utilizes a system formed by the reaction of nickel carboxylates of the general formula (RCOO ^ Ni, where R is C5-17 alkyl or C15-17 alkenyl) with sodium bis (2-methoxyethoxy) dihydrodihydrate using both 1 : 0.5 to 1:20. Tz 66 - 5-6326 - 82Tz 66-5-6326-82
CS523778A 1978-08-10 1978-08-10 Process for the hydrogenation of higher unsaturated carboxylic acids esters CS197144B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS523778A CS197144B1 (en) 1978-08-10 1978-08-10 Process for the hydrogenation of higher unsaturated carboxylic acids esters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS523778A CS197144B1 (en) 1978-08-10 1978-08-10 Process for the hydrogenation of higher unsaturated carboxylic acids esters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS197144B1 true CS197144B1 (en) 1980-04-30

Family

ID=5396871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS523778A CS197144B1 (en) 1978-08-10 1978-08-10 Process for the hydrogenation of higher unsaturated carboxylic acids esters

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS197144B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2246085C (en) Production of materials rich in conjugated isomers of long chain polyunsaturated fatty acid residues
US8614344B2 (en) Metathesis methods involving hydrogenation and compositions relating to same
CA2899451C (en) Treated metathesis substrate materials and methods of making and using the same
EP0429995B1 (en) Process for hydrogenation of oils
US5840942A (en) Catalyzed synthesis of aryl-substituted fatty acids and fatty esters and compositions related thereto
CA2393403C (en) Method for commercial preparation of linoleic acid
EP0108571A2 (en) Process for purification of unsaturated fatty oils
Norris et al. Interesterification reactions of triglycerides
CS197144B1 (en) Process for the hydrogenation of higher unsaturated carboxylic acids esters
US3915872A (en) Conversion of distillation residues to useful metal working lubricants
Frankel et al. Isomerization of unsaturated fatty esters by iron pentacarbonyl. Preparation of iron tricarbonyl complexes of polyunsaturated fats
US3687989A (en) Process for the selective hydrogenation of fats and fatty acids
CS197143B1 (en) Process for the hydrogenation of higher unsaturated carboxylic acids esters
US4038295A (en) Process for the selective hydrogenation of polyunsaturated oils
EP0576477A1 (en) Process for preparing mono-unsaturated fatty acids or their derivates.
WO2003046114A2 (en) Method for commercial preparation of conjugated linoleic acid using spent alkali transesterification catalyst
US4590007A (en) Fluronaphthalene chromium tricarbonyls useful as hydrogenation catalysts for polyunsaturated fatty acid residue-containing compositions
US2656371A (en) Selective reduction of fatty acids
US3928231A (en) Selective hydrocarboxylation of unsaturated fatty compounds
KR940010649B1 (en) Removal of metal soaps from hydrogenated fatty products
US3725489A (en) Hydrogenation of alkenes employing an organometallic hydrogenation catalyst
US2332834A (en) Process for the preparation of higher unsaturated aliphatic alcohols
US3542821A (en) Cis-retaining selective hydrogenation of vegetable oils
US20170183289A1 (en) Terminally Selective Metathesis of Polyenes Derived from Natural Oil
US1840349A (en) Fat cleavage