Способ получения эпоксидированныхэфиров жирных кислот

.ОПИСАпИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республнк.(вам. кл,з с присоединением заявки Но С 07 0 301/12дС 08 К 5/15 Государстееииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(53) УДК 66. 063. .726.07(088.8) Опубликовано 0701,81, Бюллетень М 1 Дата опубликования описания 07,0 191 М.О. Лозинский, Б.И. Штейсельбейн, М.Г. Зубик,О.В.Вишневский,В.В, Маловик, А.П. Прокопенко, В,З. Караван, Т.М. Иванык,И.А. Бандривская, И.К. Пахомова, Р.Ш тдинов,С.К. Золотарев, А.З, Коковина и Б.Г ов) Заявител титут органической химии АН Украин 5 ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПОКСИДИРОВАННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ имичес-.ксисоеди"ано прифировполимеренио по- вторичих также,0 с икат ибут эпоксорг ней вают гают,дировани нический рализуют одой от акуумной естном способЕ для качестве эфиров не- кислот используют 2 тельные масла (сое" солнечное, жиры жиения), а также синненасыщенных жирных При этом в изв оксидирования в ыщенных жирных уральные расти льняное, под ного происхожд ические эфирыэп на вляют соых эфиров орах,ковсевоттеткисл редст рован ифика бой жир Изобретение относится к хкой технологии получения эпонений и может быть использовполучении эпоксидированных эжирных кислот, применяемых вных композициях (преимуществливинилхлоридных) в качественых.стабилизаторов, обладающпластифицирующими свойствами.Известен способ эпоксидироваиия эфиров ненасыщенных жирных кислот смесью органических кислот и перекисных соединений в среде летучих органических растворителей (бенэол, то" луол и др.) в присутствии кислотных катализаторов при нагревании с после" дующим отделением водного слоя, нейт" рафизацией кислого органического слоя, многократной его промывкой, от" гонкой органического растворителя, Фильтрацией 1. Основными недостатками известного способа являются присутствие в гото" вых продуктах примеси летучих растворителей, используемых в производстве, применение огнеопасных растворителей, многостадийность технологических процессов, большое количество сточных вод, образующихся на стадиях нейтрализации и промывки.Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является способ эпоксидирования эфиров ненасыщенных жирных кислот в среде пластификаторов смесью муравьи- ной кислоты и 35-ной перекиси водорода.при 25-30 оС в течение 20 часов (21. В качестве пластизуют диоктилфталат,трикрезилфосфат и дрПосле завершенияотделяют водный слойслой проьывают водойраствором соды,. отмыбытка щелочи, подверсушке при 100 ОС.Готовые продуктырастворы эпоксидных кислот в пласторые применяют в полимерных композициях.Однако эпоксидированные эфиры жирных кислот, согласно известного способа, получаются низкого качества.Так при эпоксидировании растительного масла достигается максимальное эпоксидное число 5,85 и минимальное иодное число 8,4.Продукты с приведенными показателями не могут быть использованы при производстве полимерных материалов высокого качества, так как присутствующие в эпоксипродуктах ненасыщенные соединения (об этом свидетельствует повышенное иодное число) в условиях высокотемпературной переработки полимерных композиций полимеризуются и вызывают окрашивание и частичную деструкцию полимера.Кроме того, согласно литературным данным, повышенное содержание ненасыценных соединений приводит к снижению совместимости эпоксисоединений с поливинилхлоридом (ПВХ) и явлению быстрого выпотевания эпоксисоединений при старении изделий из ПВХ.Кроме того, известный способ длителен во времени (стадия эпоксидирования протекает в течение 20 часов), включает шесть технологических стадий, при реализации способа на стадиях промывок и нейтрализации образуется значительное количество токсичных сточных вод.Целью изобретения является повышение качества эпоксидированных эфиров жирных кислот, упрощение и интенсификация технологического процесса.Поставленная цель достигается способом получения эпоксидированных эфиров жирных кислот путем эпоксидирования эфиров ненасыщенных жирных кислот в среде пластификаторов смесью муравьиной кислоты и перекиси водорода, отличительной особенностью которого является то, что процесс ведут при температуре 70-75 С с поддержанием в процессе реакции кислотности водного слоя 70-110 мг КОН/г путем добавления муравьиной кислоты.Общее время эпоксидирования составляет 11-12 часов. По окончании эпоксидирования массе дают. отстояться, нижний водный слой отделяют, а органический слой, представляющий раствор эпоксидированных эфиров жирных кислот в пластификаторах и содержащий примеси влаги и муравьиной кислоты, подвергают непосредственно вакуумной сушке, фильтрации от механических примесей. По лучают эпоксидированные эфиры жирных кислот в пластификаторах.Процесс эпоксидирования непредельных соединений в пластификаторах протекает в гетерогенной среде (органический слой и водный слой). Муравьиная кислота используетсяв нестехиометрических количествах ирегенерируется в процессе.Образовавшаяся из перекиси водорода и муравьиной кислоты надмуравьиная кислота расходует активный кислород в органическом слое на эпоксидирование, превращается в муравьинуюкислоту, которая в водном слое реа- гирует с перекисью водорода, образуянадмуравьиную кислоту и т.д.Исследования процесса эпоксидирования ненасыщенных соединений при 7075 С показали, что скорость эпоксидирования и побочных реакций зависитот концентрации муравьиной кислотыв водном слое.При кислотном числе ниже 70 мгКОН/г скорость реакции эпоксидирования существенно понижается, протекает разложение .перекиси водорода,что 26 приводит к значительному перерасходу перекиси водорода, общее времяэпоксидирования составляет 15-18 часов, иодное число 3-5.При кислотном числе выше 110 мгКОН/г увеличивается скорость побочной реакции гидроксилирования, образуется продукт с пониженным (менее4,0) значением содержания оксиранового кислорода,Предлагаемый способ обеспечиваетполучение продуктов высокого качества с содержанием оксиранового кислорода на 15 выше, иодного числа в4,9 раза ниже, сокращением временина стадии эпоксидирования в 2,2 разаменьше, чем достигнутых в прототипе.Сущность заявляемого способа поясняется следующими примерами.П р и м е р 1. Эпоксидированиесоевого масла.40 В эмалированный реактор емкостью1,25 м , снабженный мешалкой, рубашкой для нагрева горячей водой или охлаждения водой, теплообменником,загружают 300 кг соевого масла (иодноечисло 130) и 150 кг диоктилфталата.Смесь при перемешивании нагреваютдо 70-72 С затем строго при темпераотуре 70-72 С в течение б часов из мероников через смеситель строго синхронно приливают 380 кг перекиси водорода (концентрация 30) и 60 кг муравьиной кислоты (концентрация 85).Эпоксидирование проводят надмуравьиной кислотой, образующейся всмесителе из перекиси водорода и муравьиной кислоты.Необходимую температуру обеспечивают подачей воды в рубашку реактора(автоматически) и изменением скорости прилива.ф 0 После окончания загрузки операционных количеств перекиси водорода имуравьиной кислоты реакционную массупри перемешивании выдерживают при70-72 С в течение 3 часов, затем приО5 73-75 С до содержания перекиси водо- о.Гщ р-ра ЭРМ в масле В пересчете наэпоксиэфир Наименовани показателей римеры12 примеры 1 1 1 2 3 Эпоксидное число в %оксиранового кислорода 4,5 4,7 4,3 1,5 1 9 2,25 2,1 Кислотное число,мг КОН на 1 г продукта 5 О,0,3 0,3 Эпоксидное число оксиранового кис да после проведе пытания на термо бильность в Ъороия иста 4,4 4,4 4,6 6,4 6,4 б процес водного обавлеФормула изобретения 0 Источники и принятые во внимание 1. Патент США в кл. 260-348.5, опубл 2. Патент Голланд у кл. С 07 С, опублик..Смирягина Техред М.Рейвес стков Редактор ректор. М. биост 93/74 Тираж 454,ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж, Р Подписноеомитета СССРоткрытийшская иаб., д. 4/5 Заказ 1 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рода в пробе, отобранной из водной среды менее 4.В процессе выдержки для поддержа" ния оптимальной кнслотности водного слоя (100-110 мг КОН/г) прибавляют б кг муравьиной кислоты.Общее время эпоксидирования 2 часов.Массу охлаждают до 45 оС, останав" ливают перемешивание, массе дают от" стоятсяНижний водный слой отделяют, верхний органический слой представляет собой раствор эпоксидированного соевого масла в пластификаторе, содержащий примеси воды и муравьиной кислоты.Органический слой перегружают в вакуумвыпарной аппарат, .отгойяют примеси и фильтруют от механических примесей. Способ получения эпоксидированиых эфиров жирных кислот путем эпоксидирования эфиров ненасыщенных жирных кислот в среде пластификаторов смесью муравьиной кислоты и перекиси водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, интенсификации и упрощения технологии, процесс ведут Готовый продукт представляет собойраствор эпоксидированного растворительного масла в пластификаторе в соотношении 2: 1. Выход с операции466 кг (99).Результаты анализа в таблице.П р и м е р 2. Эпоксидированиесоевого масла.Отличается от примера 1 тем,чтовместо диоктилфталата в качествепластификатора применяют диоктиладипинат, в процессе выдержки, для поддержания оптимальной кислотности водного слоя (70-80 мг КОН/г) прибавляют 5 кг муравьиной кислоты.П р и м е р 3. Эпоксидирование 1 подсолнечного масла.Отличается от примера 1 тем, чтовместо соевого масла используют подсолнечное масло (иодное число 133),Результаты анализов 45 при 70"75"С с поддержаниемсе реакции кислотного числ слоя 70-110 мг КОН/г путем ния муравьиной кислоты.