PL218912B1 - Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego - Google Patents
Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowegoInfo
- Publication number
- PL218912B1 PL218912B1 PL398555A PL39855512A PL218912B1 PL 218912 B1 PL218912 B1 PL 218912B1 PL 398555 A PL398555 A PL 398555A PL 39855512 A PL39855512 A PL 39855512A PL 218912 B1 PL218912 B1 PL 218912B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- soybean oil
- diol
- weight
- biopropane
- reaction
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 title claims abstract description 18
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 10
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 7
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000033444 hydroxylation Effects 0.000 description 5
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 description 5
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 5
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 4
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001133760 Acoelorraphe Species 0.000 description 1
- 240000000385 Brassica napus var. napus Species 0.000 description 1
- 241000589513 Burkholderia cepacia Species 0.000 description 1
- 235000019492 Cashew oil Nutrition 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000250507 Gigaspora candida Species 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 241000219146 Gossypium Species 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 235000010678 Paulownia tomentosa Nutrition 0.000 description 1
- 240000002834 Paulownia tomentosa Species 0.000 description 1
- 241000228143 Penicillium Species 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 239000004146 Propane-1,2-diol Substances 0.000 description 1
- 241000235403 Rhizomucor miehei Species 0.000 description 1
- 241000698291 Rugosa Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N alpha-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N 0.000 description 1
- 239000000828 canola oil Substances 0.000 description 1
- 235000019519 canola oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000010467 cashew oil Substances 0.000 description 1
- 229940059459 cashew oil Drugs 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 description 1
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000007327 hydrogenolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical compound CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004063 propylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego charakteryzuje się tym, że 85-90% wagowych epoksydowanego oleju sojowego poddaje się reakcji z 10-15% wagowymi bioglikoli w postaci biopropano-1,2-diolu i/lub biopropano-1,3-diolu oraz w obecności katalizatora w postaci 84%-86% kwasu fosforowego V, który wprowadza się do mieszaniny reakcyjnej w ilości od 0,2 do 0,5% wagowych. Reakcję prowadzi się w temperaturze 105-135°C i w atmosferze gazu obojętnego przez okres nie krótszy niż 1 godzinę, korzystnie mieszając, po czym gotowy produkt schładza się.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego, przeznaczonego zwłaszcza do syntezy elastomerów poliuretanowych.
Oleje roślinne stanowią surowiec do produkcji biopaliw, w szczególności biodiesli oraz są stosowane jako komponenty do wytwarzania tworzyw sztucznych jako plastyfikatory w przetwórstwie polichlorku winylu, a także jako komponenty poliolowe w produkcji poliuretanów, jak również jako dodatki do farb.
Znane są sposoby hydroksylacji olejów naturalnych przy pomocy substancji syntetycznych lub bakterii, natomiast nie są znane sposoby modyfikacji olejów roślinnych z wykorzystaniem surowców naturalnych.
W znanych sposobach wytwarzania elastomerów poliuretanowych używane są modyfikowane oleje roślinne. Znane są sposoby dwuetapowej modyfikacji olejów roślinnych, gdzie pierwszy etap polega na epoksydacji oleju roślinnego za pomocą układu utleniającego złożonego z kwasu octowego i roztworu nadtlenku wodoru, a drugi etap polega na hydroksylacji epoksydowanych olejów.
Znane są sposoby modyfikacji olejów roślinnych zwłaszcza oleju sojowego, palmowego, lnianego, tungowego, bawełnianego, canola, kukurydzianego i oleju z orzechów nerkowca, opisane w publikacji [Zlatanić A., Lava Ch., Zhang W., Petrović Z.S., J. Polym. Sci. Part B: Polym Phys, 2004, 42, 809-819, ,,Effect of structure on properties of polyols and polyurethanes based on different vegetable oils].
Z publikacji [Petrović Z.S., Guo A., Zhang W., J. Polym. Sci. Part A: Polym Chem, 2000, 38, 4062-4069, ,,Structure and properties of polyurethanes based on halogenated and nonhalogenated soy-polyols] znany jest sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego polegający na reakcji epoksydowanego oleju sojowego ze związkiem zawierającym aktywny wodór, a proces przebiega w środowisku kwaśnym lub alkalicznym.
W sposobach tych, jako katalizatory są kwasy mineralne, z których najczęściej stosuje się kwas siarkowy (VI) lub kwas fosforowy (V), a także kwasy Lewis'a.
Z opisu patentowego PL 205405 znany jest sposób otrzymywania składnika poliolowego przeznaczonego do syntezy sztywnych pianek poliuretanowych, podczas którego na etapie hydroksylacji olej poddaje się reakcji z glikolem etylenowym użytym w ilości stechiometrycznej w stosunku do zawartości grup epoksydowych w oleju, oraz w obecności katalizatora kwasowego, w ilości od 0,8 do 10 g kwasu na mol grup epoksydowych w oleju. Reakcję prowadzi się w temperaturze od 100 do 120°C przez okres od 3 do 24 godzin. Katalizatorem kwasowym jest 85% kwas fosforowy (V) lub 95% kwas siarkowy (VI).
Produkty hydroksylacji oleju sojowego, otrzymywane powyższymi, znanymi sposobami charakteryzują się liczbą hydroksylową 182-212 mgKOH/g oraz masą cząsteczkową od 938 do 1274.
Z opisu patentowego US 7696370 B2 znana jest inna metoda hydroksylacji olejów polegająca na przeprowadzeniu hydrolizy enzymatycznej, w której stosuje się bakterie, m.in. Candida rugosa, Burkholderia cepacia, Rhizomucor miehei, Penicillium roquefort. Produkty tych reakcji charakteryzują się wysoką masą cząsteczkową. Niedogodnością tej metody jest długi czas reakcji.
Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego, charakteryzuje się według wynalazku tym, że 85-90% wagowych epoksydowanego oleju sojowego poddaje się reakcji z 10-15% wagowymi bioglikoli w postaci biopropano-1,2-diolu i/lub biopropano-1,3-diolu oraz w obecności katalizatora w postaci 84% - 86% kwasu fosforowego V, który wprowadza się do mieszaniny reakcyjnej w ilości od 0,2 do 0,5% wagowych. Reakcję prowadzi się w temperaturze 105-135°C i w atmosferze gazu obojętnego przez okres nie krótszy niż 1 godzinę, korzystnie mieszając, po czym gotowy produkt schładza się.
Sposób według wynalazku umożliwia wykorzystanie ubocznych produktów powstających w trakcie wytwarzania biopaliw, które dotychczas stanowiły uciążliwy odpad. Bioglikol propano-1,2-diol wytwarzany jest w procesie hydrogenolizy odpadowej gliceryny powstającej podczas produkcji biopaliw, jako uboczny produkt, zaś bioglikol propano-1,3-diol powstaje podczas fermentacji cukru kukurydzianego, który jest łatwo odnawialnym surowcem. Odpady te wymagają składowania, a ze względu na znaczne ich ilości, stanowią zagrożenie dla środowiska naturalnego. Otrzymany według wynalazku półprodukt stanowi pełnowartościowy surowiec do syntezy elastomerów poliuretanowych.
Wynalazek przedstawiony jest bliżej w przykładach wykonania oraz na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widmo uzyskane metodą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera hydroksylowanego oleju sojowego otrzymanego w reakcji z biopropano-1,2-diolem, a fig. 2 przedstawia
PL 218 912 B1 widmo uzyskane metodą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera hydroksylowanego oleju sojowego za pomocą biopropano-1,3-diolu.
P r z y k ł a d 1
Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego (HOSP1,2) w reakcji z biopropano-1,2-diolem.
W reaktorze 4-szyjnym umieszcza się 100 g epoksydowanego oleju sojowego (Drapex 39), 12,7 g biopropano-1,2-diolu, otrzymanego z gliceryny roślinnej, oraz 0,215 ml 85% kwasu fosforowego (V).
Mieszaninę reakcyjną ogrzewa się do osiągnięcia temperatury 125°C. Reakcję prowadzi się w atmosferze gazu obojętnego przy ciągłym jej mieszaniu przez okres 2,5 godziny. Produkt reakcji schładza się do temperatury pokojowej.
Otrzymany hydroksylowany olej sojowy stanowi oleistą ciecz o barwie jasnożółtej, którego charakterystykę przedstawiono w tabeli 1, zaś strukturę chemiczną uzyskanego oleju badano metodą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera za pomocą spektrofotometru Nicolet 8700, -1 (Thermo Electron Corporation). Zarejestrowano widmo w zakresie liczby falowej od 500-4500 cm-1 -1 przy rozdzielczości 4 cm-1, co obrazuje fig. 1.
T a b e l a 1
| Symbol oleju | Liczba hydroksylowa | Liczba epoksydowa | Gęstość |
| HOSP1,2 | [mg KOH/g próbki] | [gR grup epoksydowych/100 g próbki] | [g/cm3] |
| 153 | 0,379 | 1,007 |
P r z y k ł a d 2
Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego (HOSP1,3) w reakcji z biopropano-1,3-diolem.
W reaktorze 4-szyjnym umieszcza się 100 g, epoksydowanego oleju sojowego (Drapex 39), 12,7 g biopropano-1,3-diolu (Susterra®Propanediol) oraz 0,22 ml 85% kwasu fosforowego (V).
Mieszaninę reakcyjną ogrzewa się do osiągnięcia temperatury 120°C.
Reakcję prowadzi się w atmosferze gazu obojętnego przy ciągłym mieszaniu wsadu przez okres 5 godzin. Po tym czasie otrzymany produkt reakcji ochładza się do temperatury pokojowej. Produktem reakcji jest oleista ciecz o barwie jasnożółtej, której charakterystykę przedstawiono w tabeli 2, zaś strukturę chemiczną uzyskanego oleju badano metodą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera za pomocą spektrofotometru Nicolet 8700, (Thermo Electron Corporation). -1 -1
Zarejestrowano widmo w zakresie liczby falowej od 500-4500 cm-1 przy rozdzielczości 4 cm-1, co obrazuje fig. 2.
T a b e l a 2
| Symbol oleju | Liczba hydroksylowa, LOH | Liczba epoksydowa, LE | Gęstość |
| HOSP1,3 | [mg KOH/g próbki] | [gR grup epoksydowych/100 g próbki] | [g/cm3] |
| 199 | 0,3663 | 1,003 |
Zastrzeżenie patentowe
Claims (1)
- Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego, znamienny tym, że 85-90% wagowych epoksydowanego oleju sojowego poddaje się reakcji z 10-15% wagowymi bioglikoli w postaci biopropano-1,2-diolu i/lub biopropano-1,3-diolu oraz w obecności katalizatora w postaci 84% - 86% kwasu fosforowego V, który wprowadza się do mieszaniny reakcyjnej w ilości od 0,2 do 0,5% wagowych, przy czym reakcję prowadzi się w temperaturze 105-135°C i w atmosferze gazu obojętnego przez okres nie krótszy niż 1 godzinę, korzystnie mieszając, po czym gotowy produkt schładza się.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL398555A PL218912B1 (pl) | 2012-03-21 | 2012-03-21 | Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL398555A PL218912B1 (pl) | 2012-03-21 | 2012-03-21 | Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL398555A1 PL398555A1 (pl) | 2013-09-30 |
| PL218912B1 true PL218912B1 (pl) | 2015-02-27 |
Family
ID=49231032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL398555A PL218912B1 (pl) | 2012-03-21 | 2012-03-21 | Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL218912B1 (pl) |
-
2012
- 2012-03-21 PL PL398555A patent/PL218912B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL398555A1 (pl) | 2013-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zheng et al. | Structural modification of waste cooking oil methyl esters as cleaner plasticizer to substitute toxic dioctyl phthalate | |
| Acik et al. | Synthesis and properties of soybean oil-based biodegradable polyurethane films | |
| Kirpluks et al. | High functionality bio-polyols from tall oil and rigid polyurethane foams formulated solely using bio-polyols | |
| de Luca Bossa et al. | Upgrading sustainable polyurethane foam based on greener polyols: Succinic-based polyol and Mannich-based polyol | |
| Wieczorek et al. | Recycling of polyurethane foams via glycolysis: a review | |
| Musik et al. | Selective epoxidation of sesame oil with peracetic acid | |
| Ahn et al. | Solvent-free acid-catalyzed ring-opening of epoxidized oleochemicals using stearates/stearic acid, and its applications | |
| Lin et al. | Conversion of food waste-derived lipid to bio-based polyurethane foam | |
| KR102212416B1 (ko) | 폴리우레탄 적용을 위한 폴리올의 조성물 | |
| Polaczek et al. | Hemp seed oil and oilseed radish oil as new sources of raw materials for the synthesis of bio-polyols for open-cell polyurethane foams | |
| Nguyen et al. | Highly branched bio-based unsaturated polyesters by enzymatic polymerization | |
| KR100849123B1 (ko) | 피마자유를 사용한 고관능기의 생분해성 폴리올 합성방법및 이에 의해 합성된 폴리올 및 폴리우레탄 | |
| Dworakowska et al. | Thiol-ene coupling of high oleic sunflower oil towards application in the modification of flexible polyurethane foams | |
| Tran et al. | Heterogeneous double metal cyanide catalyzed synthesis of poly (ε-caprolactone) polyols for the preparation of thermoplastic elastomers | |
| US10301239B2 (en) | Synthesis of polyols suitable for castor oil replacement | |
| Frampton et al. | Synthesis of polyesters containing disiloxane subunits: Structural characterization, kinetics, and an examination of the thermal tolerance of Novozym-435 | |
| WO2014182624A1 (en) | Natural oil polyols derived from post-consumer recycle oils | |
| JP6440712B2 (ja) | 尿素の勾配供給を使用してポリカルバメートを生成するためのプロセス | |
| Jeong et al. | Synthesis, antibacterial activity, and enzymatic decomposition of bio-polyurethane foams containing propolis | |
| PL218912B1 (pl) | Sposób otrzymywania hydroksylowanego oleju sojowego | |
| Pang et al. | Effect of fatty acids on vegetable-oil-derived sustainable polyurethane coatings for controlled-release fertilizer | |
| Liu et al. | Production of 9-hydroxynonanoic acid from methyl oleate and conversion into lactone monomers for the synthesis of biodegradable polylactones | |
| TWI476227B (zh) | 聚酯之製造方法 | |
| Kanprakobkit et al. | Incrementing MCT character of coconut oil using enzyme catalyzed interesterification | |
| RU2012113629A (ru) | Способ получения полиуретановой пены |