RU2453530C2 - Method of producing esters - Google Patents

Method of producing esters Download PDF

Info

Publication number
RU2453530C2
RU2453530C2 RU2010126365/04A RU2010126365A RU2453530C2 RU 2453530 C2 RU2453530 C2 RU 2453530C2 RU 2010126365/04 A RU2010126365/04 A RU 2010126365/04A RU 2010126365 A RU2010126365 A RU 2010126365A RU 2453530 C2 RU2453530 C2 RU 2453530C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
alcohol
esters
fatty acids
alcohols
Prior art date
Application number
RU2010126365/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010126365A (en
Inventor
Евгений Леонидович Красных (RU)
Евгений Леонидович Красных
Светлана Васильевна Леванова (RU)
Светлана Васильевна Леванова
Сергей Петрович Сафронов (RU)
Сергей Петрович Сафронов
Александр Борисович Соколов (RU)
Александр Борисович Соколов
Илья Леонидович Глазко (RU)
Илья Леонидович Глазко
Анатолий Константинович Нуждин (RU)
Анатолий Константинович Нуждин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет
Priority to RU2010126365/04A priority Critical patent/RU2453530C2/en
Publication of RU2010126365A publication Critical patent/RU2010126365A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2453530C2 publication Critical patent/RU2453530C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing esters of (C15-C22) fatty acids and (C1-C5) aliphatic alcohols, used as viscosity regulators for polyvinyl chloride compositions and industrial rubber articles. The method is characterised by that said compounds are obtained through re-esterification of a mixture of glycerine esters of C15-C22 fatty acids contained in renewable plant material with C1-C5 alcohols in molar ratio of oil to alcohol equal to 1:5, on alkaline catalysts, at temperature limited by the boiling point of alcohol, separating glycerine and then vacuum distillation, with output 95-98% of theoretical output with 95% oil conversion in 3 hours.
EFFECT: improved method.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров жирных кислот (C15-C22), переэтерификацией глицериновых эфиров спиртами C1-C5 на щелочных катализаторах. В качестве исходного сырья использовали возобновляемое растительное сырье - растительное масло.The invention relates to a method for producing fatty acid esters (C 15 -C 22 ) by transesterification of glycerol esters with C 1 -C 5 alcohols on alkaline catalysts. As the source of raw materials used renewable vegetable raw materials - vegetable oil.

Указанные эфиры находят применение в качестве регуляторов вязкости в полимерных композициях, пластифицирующих добавок.These esters are used as viscosity regulators in polymer compositions, plasticizing additives.

Для современной полимерной промышленности большое значение имеет модифицирование физико-химических свойств полимеров и изделий на их основе. Сами полимеры зачастую не обладают физико-химическими свойствами, необходимыми при формовке изделий. Для придания необходимых эксплуатационных свойств в их состав вводят большое количество добавок: стабилизаторы, пластификаторы, смазки и модификаторы прочности, антипирены, антиоксиданты, свето- и термостабилизаторы и другие. Весьма существенное влияние на качество полимеров оказывают регуляторы вязкости и пластифицирующие добавки. Полимерные материалы, полученные с их использованием, обладают высокими физико-механическими характеристиками.For the modern polymer industry, modification of the physicochemical properties of polymers and products based on them is of great importance. Polymers themselves often do not possess the physicochemical properties necessary for molding products. To give the necessary operational properties, a large number of additives are introduced into their composition: stabilizers, plasticizers, lubricants and strength modifiers, flame retardants, antioxidants, light and heat stabilizers, and others. A very significant effect on the quality of polymers is exerted by viscosity regulators and plasticizing additives. Polymeric materials obtained with their use have high physical and mechanical characteristics.

В настоящее время известно не так много веществ, применяемых в качестве регуляторов вязкости [1-5], например, поливинилхлоридные пластизоли [1], глицидиловые эфиры поли(оксиалкилен)гликолей [2]. Предлагаются способы получения моноалкиловых эфиров моно- и диэтиленгликолей (этил-, бутилцеллозольвов и карбитолов), а также монометилового эфира пропиленгликоля [3]. Регулятор вязкости поливинилхлоридных пластизольных паст, получаемых компаундированием насыщенных ациклических углеводородов с алкилфенолами [4].Currently, not many substances are known that are used as viscosity regulators [1-5], for example, polyvinyl chloride plastisols [1], glycidyl ethers of poly (oxyalkylene) glycols [2]. Methods for producing monoalkyl ethers of mono- and diethylene glycols (ethyl, butyl cellosolves and carbitols), as well as propylene glycol monomethyl ether [3] are proposed. The viscosity regulator of polyvinyl chloride plastisol pastes obtained by compounding saturated acyclic hydrocarbons with alkyl phenols [4].

Общими недостатками известных решений являются дефицит сырьевой базы и нестабильность продуктов; сложность получения; неэкологичность производства; низкие температуры вспышки (<150°C); ограниченная совместимость с полимерами.Common disadvantages of the known solutions are the shortage of raw materials and product instability; the difficulty of obtaining; non-environmental production; low flash points (<150 ° C); limited compatibility with polymers.

Известен способ получения сложных эфиров дикарбновых кислот C2-C6 и спиртов C5-C6 на основе отходов производства капролактама [5]. Полученная смесь сложных эфиров обладает высокими пластифицирующими свойствами, температура вспышки >185°С, может использоваться в качестве пластификатора и разбавителя для ПВХ композиций, резинотехнических изделий. Однако вследствие того, что исходным сырьем являются отходы производства капролактама, полученный продукт имеет темное окрашивание и ограниченное применение по цвету и запаху; не может быть применен в производстве строительных материалов, например линолеума.A known method of producing esters of dicarboxylic acids C 2 -C 6 and alcohols C 5 -C 6 based on waste products of caprolactam production [5]. The resulting mixture of esters has high plasticizing properties, flash point> 185 ° C, can be used as a plasticizer and diluent for PVC compositions, rubber products. However, due to the fact that the starting material is caprolactam production waste, the resulting product has a dark color and limited use in color and smell; cannot be used in the manufacture of building materials, such as linoleum.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - создание способа получения смеси сложных эфиров, применяемых в качестве регулятора вязкости широкого профиля, отвечающего экологическим и техническим требованиям, из возобновляемого растительного сырья.The problem to which the invention is directed is the creation of a method for producing a mixture of esters used as a wide-profile viscosity regulator that meets environmental and technical requirements from renewable plant materials.

Техническим результатом является разработка способа получения эфиров спиртов C15 и жирных кислот С1522 на основе возобновляемого растительного сырья. Поставленная задача решается переэтерификацией глицериновых эфиров жирных кислот, содержащихся в растительном масле, алифатическими спиртами C1-C5 на щелочных катализаторах.The technical result is the development of a method for producing esters of alcohols C 1 -C 5 and fatty acids C 15 -C 22 based on renewable plant materials. The problem is solved by transesterification of glycerol esters of fatty acids contained in vegetable oil, aliphatic alcohols C 1 -C 5 on alkaline catalysts.

Figure 00000001
Figure 00000001

где R1=C1522,where R 1 = C 15 -C 22 ,

R21-C5.R 2 = C 1 -C 5 .

Процесс осуществляли в избытке спирта при мольном соотношении масло : спирт = 1:5. Катализатор (KOH или NaOH) брали в расчете 1% от массы масла. Реакцию проводили в колбе с мешалкой при температурах, близких к комнатной (20-30°C). Гидроксид калия растворяли в спирте, а затем приливали масло. Перемешивание осуществляли около 3 часов. После непродолжительного отстаивания реакционная масса разделилась на два слоя: глицериновый (нижний) и эфирный (верхний). После отделения от глицерина эфирный слой промывали водой, подкисленной ортофосфорной кислотой, до получения pH≈7. Далее из органической массы вакуумной перегонкой отгоняли продукт - сложные эфиры жирных кислот.The process was carried out in excess of alcohol with a molar ratio of oil: alcohol = 1: 5. The catalyst (KOH or NaOH) was taken at the rate of 1% by weight of the oil. The reaction was carried out in a flask with a stirrer at temperatures close to room temperature (20-30 ° C). Potassium hydroxide was dissolved in alcohol, and then oil was added. Stirring was carried out for about 3 hours. After a short sedimentation, the reaction mass was divided into two layers: glycerol (lower) and ether (upper). After separation from glycerol, the ether layer was washed with water acidified with phosphoric acid until a pH of about 7 was obtained. Further, from the organic mass by vacuum distillation the product — fatty acid esters — was distilled off.

Температура существенного влияния на процесс не оказывает и ограничивается температурой кипения спирта. В случае применения метанола и этанола реакцию можно проводить при комнатной температуре. При выборе оптимальных условий ведения процесса важны соотношения реагентов и количество катализатора. Было проведено 12 синтезов с метанолом при 30°C с разным соотношением реагентов и разным количеством катализатора (таблица 1). В результате конверсия ≈95% по маслу достигалась через разные промежутки времени от 2,5 до 7,5 часов.The temperature does not significantly affect the process and is limited by the boiling point of alcohol. In the case of methanol and ethanol, the reaction can be carried out at room temperature. When choosing the optimal process conditions, the ratios of the reactants and the amount of catalyst are important. There were 12 syntheses with methanol at 30 ° C with different ratios of reagents and different amounts of catalyst (table 1). As a result, the conversion of ≈95% oily was achieved at different time intervals from 2.5 to 7.5 hours.

Таблица 1Table 1 Время реакции в часах до достижения конверсии ≈95% по маслуThe reaction time in hours to achieve a conversion of ≈95% oily Мольное соотношение масло : спиртThe molar ratio of oil: alcohol Количество катализатора от массы маслаThe amount of catalyst by weight of oil 0,5%0.5% 1%one% 1,5%1.5% 2%2% 1:31: 3 7,57.5 66 66 77 1:51: 5 66 33 33 4four 1:101:10 4,54,5 2,52.5 2,52.5 33

Как видно из таблицы 1, при увеличении количества катализатора с 0,5 до 1% от массы масла скорость заметно увеличивается, время реакции сокращается. При дальнейшем увеличении концентрации катализатора изменений скорости не происходит.As can be seen from table 1, with an increase in the amount of catalyst from 0.5 to 1% by weight of the oil, the speed significantly increases, and the reaction time decreases. With a further increase in the concentration of the catalyst, speed changes do not occur.

Увеличение избытка спирта по отношению к маслу с трехкратного до десятикратного позволяет сократить время реакции более чем в 2 раза (при концентрации катализатора 1-1,5%). Однако большой избыток спирта нежелателен, т.к. необходима его регенерация после реакции и рецикл. К тому же при изменении соотношения масло : спирт от 1:5 до 1:10 наблюдается не более чем получасовое сокращение времени реакции.The increase in excess alcohol in relation to the oil from three times to ten times reduces the reaction time by more than 2 times (at a catalyst concentration of 1-1.5%). However, a large excess of alcohol is undesirable, because it needs regeneration after the reaction and recycling. Moreover, when changing the ratio of oil: alcohol from 1: 5 to 1:10, there is no more than a half-hour reduction in reaction time.

Таким образом, оптимальными условиями процесса являются соотношение масло : спирт = 1:5 (мольное) и концентрация катализатора 1% от массы масла. В этих условиях за 3 часа выход сложных эфиров составляет 95-98% от теории при 95% конверсии исходного масла.Thus, the optimal process conditions are the ratio of oil: alcohol = 1: 5 (molar) and the concentration of the catalyst is 1% by weight of the oil. Under these conditions, in 3 hours, the yield of esters is 95-98% of theory at 95% conversion of the starting oil.

Отходом является глицерин-метанольная фракция. Метанол после отгонки возвращается в процесс, а глицерин после очистки может быть использован в качестве продукта для технических целей.The waste is the glycerol-methanol fraction. After distillation, methanol is returned to the process, and glycerol after purification can be used as a product for technical purposes.

Полученный регулятор вязкости имеет прозрачную окраску, без запаха, класс опасности 4. Показатели:The resulting viscosity regulator has a transparent color, odorless, hazard class 4. Indicators:

молекулярная массаmolecular mass ~300 г/моль~ 300 g / mol температура вспышки в открытом тигле не нижеflash point in open crucible not lower 172°C172 ° C плотность при 20°Cdensity at 20 ° C 0,88 г/см3 0.88 g / cm 3 число омыленияsaponification number 185 мг KOH/г185 mg KOH / g

По основным показателям он соответствует отечественным и зарубежным образцам регуляторов вязкости, используемых в производстве линолеума (таблица 2).According to the main indicators, it corresponds to domestic and foreign samples of viscosity regulators used in the production of linoleum (table 2).

Таблица 2table 2 Сравнительные характеристики регуляторов вязкостиComparative characteristics of viscosity regulators ПоказателиIndicators BYK-LP R21151, ГерманияBYK-LP R21151, Germany Вегалон РВ-М, РоссияVegalon RV-M, Russia Заявляемый регулятор вязкостиThe inventive viscosity regulator Плотность при 20°C, г/см3 Density at 20 ° C, g / cm 3 0,870.87 0,75-0,850.75-0.85 0,8-0,90.8-0.9 Температура вспышки в открытом тигле, °CFlash point in open crucible, ° C 140140 155155 172172 Вязкость, мм2Viscosity mm 2 / s н/б 115n / a 115 10-2010-20 2-52-5 Кислотное число, мг KOH/гAcid number, mg KOH / g Нет данныхThere is no data 1010 55

Поскольку полученный результат в сравнении с описанными результатами не известен, предлагаемое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».Since the result obtained in comparison with the described results is not known, the proposed solution meets the criterion of "inventive step".

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2017756, опубл. 26.03.1992 г.1. RF patent No. 2017756, publ. 03/26/1992

2. Патент РФ №2084454, опубл. 22.06.1995 г.2. RF patent No. 2084454, publ. 06/22/1995 g.

3. Патент РФ №2111988, опубл. 07.02.1994 г.3. RF patent No. 2111988, publ. 02/07/1994

4. Патент РФ №2149865, опубл. 12.01.1999 г.4. RF patent №2149865, publ. January 12, 1999

5. Патент РФ №2373188, опубл. 04.12.2007 г.5. RF patent No. 2373188, publ. December 4, 2007

Claims (1)

Способ получения сложных эфиров жирных кислот (C15-C22) и алифатических спиртов (C1-C5), используемых в качестве регуляторов вязкости поливинилхлоридных композиций и резинотехнических изделий, отличающийся тем, что они получены переэтерификацией смеси глицериновых эфиров жирных кислот C15-C22, содержащихся в возобновляемом растительном сырье, спиртами C1-C5 при мольном соотношении масло-спирт, равном 1÷5, на щелочных катализаторах, при температуре, ограничивающейся температурой кипения спирта, отделением глицерина и последующей вакуумной перегонкой, с выходом 95-98% от теории при конверсии масла 95% за 3 ч. A method of producing esters of fatty acids (C 15 -C 22 ) and aliphatic alcohols (C 1 -C 5 ) used as viscosity regulators of polyvinyl chloride compositions and rubber products, characterized in that they are obtained by transesterification of a mixture of glycerol esters of fatty acids C 15 - C 22 contained in vegetable renewable raw materials, alcohols C 1 -C 5 at a molar ratio of the alcohol-oil ratio of 1 ÷ 5, in an alkaline catalyst at a temperature that is restricted to the boiling temperature of alcohol, separation of glycerin and subsequent vacuum by distillation, with a yield of 95-98% of theory with a conversion of 95% oil, for 3 hours.
RU2010126365/04A 2010-06-28 2010-06-28 Method of producing esters RU2453530C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010126365/04A RU2453530C2 (en) 2010-06-28 2010-06-28 Method of producing esters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010126365/04A RU2453530C2 (en) 2010-06-28 2010-06-28 Method of producing esters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010126365A RU2010126365A (en) 2012-01-10
RU2453530C2 true RU2453530C2 (en) 2012-06-20

Family

ID=45783273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010126365/04A RU2453530C2 (en) 2010-06-28 2010-06-28 Method of producing esters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2453530C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814104C1 (en) * 2023-06-07 2024-02-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет" Method of preparing ferrite-zinc catalyst for transesterification reaction

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991015452A1 (en) * 1990-04-05 1991-10-17 Lindquist Carl Johan Process for the production of fatty acid alkyl esters
RU2127251C1 (en) * 1993-01-22 1999-03-10 Хемише унд Фармацойтише Фабрикен Фальберг-Лист ГмбХ И.Л. Process for preparing fatty acid esters
RU2373188C2 (en) * 2007-12-04 2009-11-20 Светлана Васильевна Леванова Method of producing esters of dicarboxylic acids c2-c6 and alcohols c5-c6

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991015452A1 (en) * 1990-04-05 1991-10-17 Lindquist Carl Johan Process for the production of fatty acid alkyl esters
RU2127251C1 (en) * 1993-01-22 1999-03-10 Хемише унд Фармацойтише Фабрикен Фальберг-Лист ГмбХ И.Л. Process for preparing fatty acid esters
RU2373188C2 (en) * 2007-12-04 2009-11-20 Светлана Васильевна Леванова Method of producing esters of dicarboxylic acids c2-c6 and alcohols c5-c6

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814104C1 (en) * 2023-06-07 2024-02-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет" Method of preparing ferrite-zinc catalyst for transesterification reaction

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010126365A (en) 2012-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101099127B1 (en) Method of preparing of 60% or more cis-di(C4-C20)alkyl cyclohexane-1,4-dicarboxylate
TW201412702A (en) Plasticizer composition
EP2970752A1 (en) Mixed carbon length synthesis of primary guerbet alcohols
RU2404156C1 (en) Plasticiser for polyvinyl chloride compositions
RU2666739C1 (en) Method for obtaining a dioxylterephthalate plastifficator from 2-ethylhexanol and technical terephthalic acid distillation residue
CN101367731A (en) C22 triacid triester elasticizer and method of preparing the same
CN110041195A (en) A kind of fatty acid poleysters PVC plasticizer and preparation method thereof
CN110951055B (en) Method for preparing environment-friendly plasticizer by using biological fermentation product lactic acid and application thereof
CN101085929A (en) Technique for producing biological diesel oil by Louis acid catalysis one-step method
RU2453530C2 (en) Method of producing esters
CN109970556B (en) Vegetable oil-based polyacid alcohol ether ester and preparation method and application thereof
KR101867506B1 (en) A 1,4:3,6-dianhydro-D-hexane-1,2,3,4,5,6-hexol derivative, a preparation method thereof and a polycarbonate prepared by using the same
RU2471768C2 (en) Method of recycling glycerine-containing by-product of producing biodiesel fuel
CN103097372A (en) Process for producing dioxolane
RU2008133384A (en) METHOD FOR PRODUCING BISABOLOL OR BISABOLOL FREE OF PHARNESOLE OR LOW CONTENT OF PHARNESOL
JP2703314B2 (en) Novel polyvinyl alcohol and method for producing polyvinyl alcohol by acid saponification method
TW202208317A (en) Method for making bio-based acrylic acid
US9221958B2 (en) Plasticizer mixture of epoxidized fatty acid glycerin carbonate ester and epoxidized fatty acid esters
CN111269113A (en) Method for treating mixture containing long-chain dibasic acid, dibutyl long-chain dibasic acid mixture and application thereof
US20040210081A1 (en) Carboxylic esters based on 2-hydroxymethylnorbornane
CN115536908B (en) Preparation method and application of polyester-based environment-friendly plasticizer constructed by biomass acid combination
CN110759828A (en) Method for preparing environment-friendly plasticizer DOTP by using waste white mud
CN112745988B (en) Modified environment-friendly plasticizer and synthetic method thereof
KR101778257B1 (en) Method for concurrent production of biodiesel, its additives, and alkyl formate using Microalgae
CN113956537B (en) Plasticizer and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140629

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160227

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170629