Способ получения стеароилмолочной кислоты

(23) Приоритет Опубликовано 30.04.80, Бюллетень,%16 оо делам изобретений и открытий(53) УДК 547.295. .94.07 (088,8) Дата опубликования описания 02.05.80 А, П, Нечаев, Д. А, Чернышева, С, М, Габриелян, В. А. Титов и Т, А, Костанян(72) Авторы изобретения Московский ордена Трудового Красного Знамени технологическийинститут пищевой промьппленности и Ереванский завод химическихреактивов(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕАРОИЛМОЛОЧНОЙКИСЛОТЫ 1Изобретение относится к способу псьлучения стеароилмолочной кислопд, находящей применение в качестве поверхностно- активного вещества в хлебобулочной и кондитерской промышленности.Известен способ получения эфиров реакцией между солью жирной кислоты и соответствующим галогеналкилом, в соответ- ствии с которым соль карбоновой кислоты нагревают с галогеналкилом в присутствии растворителя, затем очищают соот10 ветствующим методом Ц. Согласно этому способу получить ц. левойпродукт с высоким выходом не уда 15 ется, вследствие протекания побочных реакций сс-хлорпропионовой кислоты, галоген которой реагирует с солью той же кислоты. При добавлении соли стеариновой кислоты к соли с 11,-хлорпропионовой кисло-зО ты выход стеароилмолочной кислоты не превьпцает 20 вес Л, нри одновременной загрузкс реагентов выход достигает лишь Д 0 вес о 2Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому результату является способ получения стеароилмолочной кислоты реакцией между со-лью молочной кислоты и стеариновой кислотой при 180-220 С с последующей обработкой минеральной кислотой 2.Технология способа заключается в следующем,Постепенным добавлением водного раотвора молочной кислоты (80-90 С ной концентрации) к гидроокиси щелочного металла (преимущественно НаОН) получают водный раствор соли, молочной кислоты, который затем упаривают. К полученному лактату натрия (С=98%) прибавляют расплавстеариновой кислоты в соотношении (1-1,5):1, моль, соответственно, и смесьвыдерживают при 180-220 С в течение13 ч, Для более полного удаления воды,выделяющейся при этерификации, используют продувку реакционной массы углекислым газом. По окончании реакции продуктобрабатывают при нагревании до 69-95 С 1 Сз 7306сильной минеральной кислотой, Затем верхний спой - расплав стероипмолочной кислоты - отделяют от водного слоя, промывают раствором сульфата натрия и сушатпри 70-80 С и остаточном давлениио20 мм рт.ст,Синтезированная таким образом стеароилмолочная кислота окрашена продуктами осмоления и нуждается в дополнительной очистке (осветлении). Дпя этого стеа;0роилмопочную кислоту обрабатывают 30/ной перекисью водорода и 50%-ным расчьвором гипохпорида натрия при 80-90 оС.По данным газожидкостной хроматографии стеароилмолочная кислота имеет спедукиций состав, %:Стеароилмолочная кислота 59-6 4Стеароилполимолочная кислота 9-1 0Стеариновая кислота 22-35 20Максимальный выход очищенной стеароилмолочной кислоты воскообразного продукта с температурой плавления 50-55 ОСсоставляет 85%.Недостатки способа заключаются в 25проведении реакции при высокой температуре 180-220 С, что вызывает осмопенивреакционной массы, в длительности процесса (окопо 16 ч), необходимости очисткистеароилмопочной кислоты от продуктов 30осмоления с последующим фильтрованием,Пель изобретения - упрощение процесса, Поставленная цель достигается способом получения стеароилмопочной кислоты,закпючающийся в том, что щелочную сольстеариновой кислоты обрабатывают дозированным количеством щелочной соли О. -хлорпропионовой кислоты при мольном со.отношении реагентов 1:3, соответственно,при 115-135 С в среде апкипбензольного 400растворителя при мопьном соотношении растворитель: сумма солей кислот, равном(9-:12);1, Зажм реакционную смесьохлаждают до комнатной температуры иобрабатывают сильной минеральной кислотой. После промывания водой и отгонкирастворителя выход целевого продукта дсьстигает 92,5 вес,%.Технология способа состоит в спедующем, 50Калиевую или натриевую соль стеариновой кислоты нагревают в алкилбензопьном растворитепе при температуре кипения раствора (115-135 ОС) и загружаюткалиевую, натриевую или литиевую соль 55с хпорпропионовой кислоты в течение30 мин в 4-5 приемов при перемешивании.39 78 4Проведение процесс при однопорцион ном введении соли с. -хпорпропионовой кислоты снижает выход целевого продукта вследствие образования полимерных форм ее. Уменьшение количества апкипбензопьного растворителя ниже описанных пределов приводит к снижению выхода целевого продукта и ухудшению качества вследствие загрязненйя его продуктами конденсации с -хлорпропионовой кислоты. Увепичение разбавления реакционной массы не экономично и, кроме того, замедляет процесс синтеза,Использование в синтезе менее чем 3-х кратного избытка соли д,-хпорпропионовой кислоты приводит к увеличению в стеароилмопочной кислоте содержания непрореагировавшей стеариновой кислоты. Повышение избытка соли с -хпорпропионовой кислоты до 3,5 моль на 1 моль стеариновой кислоты снижает выход целевого продукта.Состав целевого продукта, %;Стеароипмономолочная кислота 70-28Стеароиппопимолочная кислота 8-40Стеариновая кислота 22-32Состав целевого продукта, попучаемого по предлагаемому способу, отличается от состава продукта в известном способе повышенным содержанием стеароиппопимопочных кислот и пониженным содержанием стеароилмономолочной кислоты. Средняя степень полимеризации молочной кислоты в продукте по известному способу составляет 1,5; в продукте по предпагаемому способу - около 3.Дпя оценки эффективности действия стеароилмопочной кислоты на качество хлеба синтезируют два образца следующего состава; %;Образец 1 Стеароипмономопочная кислота 30Стеароиллолимолочная кислотаСтеариновая кислота 31 Образец 2 Стеароилмономопочная кислота 70Стеароиплопимопочная кислота 8Стеариновая кислота 22Как показали результаты выпечек хлсФба из муки 1-го сорта опарным способом по рецептуре, содержащей следующие компоненты, кг: мука 1000; маргарш 3,0; сахар 6,0; дрожжи 1,0; солевой раствор78 6холодил ьн иком помещают 3, 2 2 г (О, 01моля) калиевой соли стеариновой кислоты,приливают 50 мл ксилола, нагревают докипения и прибавляют в течение 30 минв 4-5 приемов 3,45 г (0,03 моль) литиевой соли с/,-хлорпропионовой кислоты,Перемешивают 30 мин при кипячении,охлаждают до комнатной температуры и добавляют 2,6 мл ЗОЪ-ной (0,02 эквивалента) Н 60. После энергичного перемешивания в течение 15 мин органический слойотделяют, после чего промывают его двумя порциями по 10 мл холодной водыдвумя порциями по 20 мл горячей ( 70 С)оводы, Органический слой упаривают в вакууме, остатки растворителя отгоняют спаром, продукт охлаждают и измельчают.Выход 3,4 г (67,9%) воскообразного вещества белого цвета. Температура плавления 53 С; кислотное число 155;6 мгКОН/г; эфирное число 120,9 мг КОН/г,Состав продукта по ТСХ: 70% стеароилмонолюолочнойкислоты (В 0,35), 8%стеароилполимолочной кислоты (В0,24;0,28); 22% стеариновой кислоты (ВО 47),Общее время реакции около 4 ч. Мольноесоотношение реагентов 1;3; мольное соотношение растворитель: сумма реагентов 10;1,В табл. 1 приведены примеры осуществления способа согласно примеру 1 с использованием солей различных щелочныхметаллов, из которых следует, что оптимальным вариантом синтеза целевого продукта является взаимодействие между натриевой и калиевой солыс стеариновой кислоты с любой солью А -хлорпропионовойкислоты.В табл, 2 и 3 приведены данные, характеризующие влияние мольного соотношения реагентов и растворителя на выходцелевого поодукта,Упрощение известного способа синтезастеароилмолочной кислоты заключаетсяв исключении стадии получения молочнойкислоты, которую синтезируют из,Схлорпропионовой кислоты снижении температуры синтеза с 220 С до 135 С; исоОключении стадии очистки (обесцвечиванияи фильтрации) стеароилмолочной кислотыот продуктов осмоления; уменьшении длительности процесса от 16 до 4 ч.Чистота полученных веществ гарантируется отрицательной реакцией на С 1Фракционный состав целевого продуктаопределяют по ТСХ, Хроматографию проводят на пластинках "99 ц 1 с 12 мл4%-ного раствора вещества в хлороформе 7306 (плоти2) 15; ПЛВ стеароилмолочная кислота 0,5;, вода 15, качество хлеба улучшается в равной мере при использовании указанных образцов (например, удельный объем хлеба увеличивается для образца 1 на 18%, для образца 2 - на 17%), Установлено также, что увеличение содержания стеариновой кислоты в продукте до 35% и более снижает эффективность его действия (удельный объем хлеба при ис пользовании такого продукта возрастает лишь на 10-12%).П р и м е р 1. В четырехгорлую колбу с мешалкой, термометром и обратным холодильником помешают 16,13 (0,0515 моль) калиевой соли стеариновой кислоты, 250 мл ксилола и нагревают при перемьшивании до кипения (135 оС). Затем прибавляют в течение 30 мин в 4-5 приемов 21,99 г (0,15 моль) калиевой соли 4- 20 хлорпропионовой кислоты, После добавления соли с 3,-хлорпропионовой кислоты реакцию ведут при кипячении и интенсивном перемешивании в течение 30 мин, затем раствор охлаждают до 25-30 С и добаьо 25 ляют 16 мл 201/ ной (0,1 моль) НС 1, После энергичного перемешивания в течение 15 мин органический слой отделяют, промывают его двумя порциями по 50 мл холодной воды и двумя порциями по 100 мл горячей воды ( 70 С), Продолжительность каждого промывания с последующим отстаиванием составиет около 30 мн, Промытый ксилольный раствор упаривают в вакууме, от остатков растворителя прс- дукт освобождают отгонкой с паром в тьчение 30-45 мин. Обработанный таким образом продукт охлаждают и измельчают, Получают 23,30 г (выход 92,5%) воскообразного продукта белого цвета, без за 40 паха. Температура плавления 43,5 С, кислотное число 142,4 мг КОН/г, эфирное число 250,5 мг КОН/г, ИК-спектр 1710- 1725 см (С=О карбоксильной группы) 1730-1750 см " (С-О сложноэфирной группы), 2850-2900 см "(СН -группы), 3500 см "(ОН карбоксильной группы).Состав полученного продукта определяют методом тонкослойной хроматографии (ТСХ): ЗОстеароилмономолочной кисо50 лоты (В 0,35), 39% стеароилполимолочной кислоты (К 0,28; 0,24; 0,20)31% стеариновой кислоты (Я 0,47). Общее время реакции - около 4 ч. Молыое соотношение реагентов 1:3. Мольное соотношение растворитель: сумма реагентов - 10; 1,П р и м е р 2 . В четырехгорлую колбус мешалкой, термометром и обратнымЛитиевая соль стеариновой кислоты Литиевая соль Ы;хлорпропионовой кислоты 58,5 89 Литиевая соль стеариновой кислоты Натриевая соль с/ -хлорпропионовой кислоты 59,2 83 17 Литиевая соль стеариновой кислоты Калиевая соль с-хлорпропионовой кислоты 59,7 80 20 Натриевая соль М хлорпропионовой кислоты Литиевая соль О.-хлорпропионовой кислоты 63 24 Натриевая соль стеариновой кислотыНатриевая соль с-хлорпропионовой кислоты 72,3 30 32 Натриевая соль стеариновой кислоты Калиевая соль с-хлорпропионовой кислоты,40 72,4 32 Калиевая соль стеариновой ,вой кислоты Литиевая боль д, -слорпропионовой кислоты 67,9 70 Калиевая соль стеариновой кислоты Натриевая соль О -хлорпропионовой кислоты 39 26 92 5 7 730678 8наносят на пластинку. Разделение фракций держивают в термостате при температуре осуществляют в системе растворителей около 110 С. Идентификацию отдельныхОгексан: диэтиловый эфир; уксусная. кисло- фракций проводят с помощью веществ-свита 60:40:1. После нцательного высушива- детелей, Содержание фракций определяют ния и опрыскивания 5%-ным раствором фосденситометрически, Относительная погреш форно-молибденовой кислоты пластинку вы- ность определения составляет10%,Та блица Х730678 10 Продолжение табл. 1 92,5 31 30 39 Таблица 2 1:2,5 38 93,0 1:З,О 1;35 зо 39 28 82,0 40 Таблица 3 87 7:1,92 10;1 12;1 28 93 Калиевая соль стеариновой кислоты Калиевая соль о -хлордропионовой кислоты формула изобретения 55Способ получения стеароилмолочной кислоты при нагревании и обработке сильной. минеральной кислотой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса, щелочную соль стеариновой кдспаты обраоатывают дозированным количеством щелочной соли О-хлордропионовой кислоты при мольном соотношении реагентов 1:3 соответственно, при температуре 115-135 С в среде алкилбензольногоо730678 11растворителя при мольном соотношениирастворитель: сумма солей- кислот, рав.ном (9-12):1 и последующую обработкуминеральной кислотой ведут при температуре 18-30 С,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 121. Вейганд Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. М., "Химияф, 1968, с, 348,2, Патент США % 3, 63.6,017; кл. 260-410,9, опублик. 1973 (прототип) .Составитель Е, ГригорьеваРедактор А. Долинич Техред М, Кузьма, Корректор М. ДемчикЗаказ 1449/7 Тираж 495 Подписное ЦНИИ 11 И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент, г,Ужгород, ул.Проектная, 4