Способ получения неионогенныхповерхностно активных веществ haochobe сложных эфиров полигидро-ксилсодержащих соединений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Соцнапистнческик т есвублик(22) Заявлено 19. 05.77 (21) 2487620/23-04с присоединением заявки Нов(51)М, Кл.з С 07 С 67/03 С 07 С 69/18 тосударственвый ыоиытет СССР ые делвм изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Г. А. Кураков, В.В. Бахолдина, В,И. Егоршин,А.С. Чеголя и Н. В. Зуеват уъКалининский государственный университет,(71) Заявитель(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕИОНОГЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНО- АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ ПОЛИГИДРОКСИЛСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способу получения неионогенных поверхностно-актнвных веществ на основе сложных эфиров полигидроксилсодержащих соединений, которые широко применяются в пищевой, косметической, текстильной отраслях промышленности.Известен способ получения поверхностно-активных веществ на основе10 сложных эфиров полигидроксилсодержащих соединений взаимодействием триглицеридов высших жирных кислот с сахарозой в присутствии щелочного катализатора, обычно К СО 8, при 140 С 1 .15Недостатком известного способа является то, что в процессе используют сахарову, являющуюся твердым веществом, не совмещающимся с маслами и не растворяющимся в них,20Получаемые продукты переэтерификации обладают очень ограниченной растворимостью в воде и вследствие этого могут иметь лишь ограниченное применение в пищевой текстильной отраслях промышленности.Целью изобретения является разработка способа получения новых неионогенных поверхностно-активных веществ на основе сложных эфиров полигидрок- З 0 силсодержащих соединений, проявляющих низкую токсичность, а также имеющих высокую растворимость в воде.Поставленная цель достигается тем, что неионогенные поверхностно-активные вещества на основе сложных эфиров полигидроксилсодержащих соединений получают путем взаимодействия триглицеридов растительных масел с полиглицерином со степенью поликонденсации п 2-10 при их молярном соотношении 1:0,3-12 соответственно, 120-140 Со в присутствии К СО в качестве катализатора, взятого в количестве 0,5-5,0 от веса реакционной массы, в токе азота, при перемешнвании в течение .7-24 ч с последующей нейтрализацией реакционной массы соляной кислотой и обработкой полученного продукта активированным углем. В предлагаемом способа используют полиглицерины, полученные путем поли- конденсации глицерина в присутствии 1-2 щелочи при 250-270 С . Поскольку исходный полиглицерин получают в присутствии щелочного катализатора, его можно использовать в реакции переэтерификации непосредственно без очистки от катализатора.Все используемые при синтезе попредлагаемому способу продукты (растительные жиры и масла, полиглицерин,эфиры полиглицерина и высших кислот)являются нетоксичными или низкотоксичными веществами, практически безвредными для человека и теплокровныхживотных,Исследования, проведенные по определению токсических свойств полиглицерина и его эфиров, показали, чтоони не обладают заметно выраженнымтоксическим действием на человека,на теплокровных животных при оральномих введении в организм ,ЛД ОООО мг/кгдля теплокровных животных) .Полученнвые при сийтезе по предлагаемому способу продукты, обладающиеповышенной поверхностной активностью,растворимостью в воде и совместимостью с органическими компонентамиразличных поверхностно-активных соединений после нейтрализации и удаления из реакционной. смеси щелочногокатализатора и соответствующей очистки (или непосредственно без очистки,когда возможно) используют для приготовления эмульсий, суспензий и другихповерхностно-активных композиций.П р и м е р 1 . В трехгорлую колбу,снабженную обратным холодильником,мешалкой, термометром и вводом азота,загружают 20 г (0,03 моль) нонаглицерива и 9 г (0,01 моль) рафинированного оливкового масла, 1,5 г прокаленного К. СО . Смесь нагревают до 140 Сои леремешйвают при этой температуреи непрерывном пропусканви тока азота в течение 7 ч. Продукт реакциинейтрализуют НСВ до слабощелочнойреакции и очищают кипячением с небольшим количеством активированного угля .Выход 29 г (95) . Название Гидроксильное число Показатель преломления1) 0 1,4837 1,4896 7,4926 1,4954 1, 4968 1,4976 1,4980 1465,0 1276,5 1193,0 1093,5 952,5 933,5 888,0 Ди глицерин Три глицерин Тетраглицерин Гексаглицерин Октаглицерин Нонаглицерин Декаглицерин 35 Использование полиглицерина в предлагаемом способе позволяет исключить применение полярных растворителей и проводить реакцию в отсутствии каких-либо растворителей . 65 В зависимости от условий поликонденсации (времени, температуры и т,д .)и количества выделившейся воды в процессе можно получить полиглицеринысо степенью ,оликонденсации от 2 до10.Количество исходных полиглицерннов,очищенных от катализатора, окрашенныхврвмесей, характеризуется показателемпреломления, значения которого хороао корреллируется с содержанием в продуктах гждроксильных групп и их степевыэ лолаковденсации .Ниже лрвзедены значения показателей преломления полиглицеринов с различной степенью конденсации, использованных при осуществлении предлагае эмого способа,Постоянство качества растительных масел в жиров как исходных продук- Я тов обеспечивается использованием при синтезе товарных марок растительных масел, отвечающих действующим стандартам. В полученной реакционной смеси содержатся значительные количества эфиров полиглнцерина, главным образом моно- и диэфиров лолвглицерина (наряду с неполными эфмржи глицерина и вепрореагировавшихисходных про дуктов), Образовавшиеся.моно- и диэфмри полкглицерина, наряду с веполвыщ 1 э 4 араий глицерииа, в основном и определяют повышенную поверхностную активность и растворяющую способность образовавшихся композиций, так как обладают более высокимв ло сравнению с соответствующими эФирами глицерина поверхностной активностью и растворимостью в воде . Так, по верхвоство-активные вещества, полученные ло предлагаемом способу, об. ладфи высокой поверхностной активноегью (норядка 28-33 дин/см для 1- ного раствора) . По литературным данным 1-ный раствор монолаурината сахарозы характеризуется поверхностной активностью 28 див/см а 5-ный раствор моноолеата сахаровы 28,1 дин/см Г 23 .ьа Полученный продукт представляет собой вязкую, однородную жидкость светло-коричневого цвета, хорошо раст-. воряющуюся в воде. Продукт обладает следующими свойствами;Поверхностное натяжение 1-ного раствора 27,6 дин/смСмачивающая способность1-ного раствора наполистироле 11,0 она полиамиде 23,0Пенообразующая способность 1-ногораствора 250Устойчивость лены1-ного раствора О,бП р и м е р 2 . аналогично примеру 1 из 20 г (0,03 моль) нонаглицерина, 9 г (0,01 моль) рафинированного подсолнечного масла, 1,5 г прокаленного К 1 СО при нагревании при 140 С в течение 7 ч и последующейзочистки получают 28,5 г продукта . Выход 94 . Полученный продукт, представляющий собой вязкую жидкость(0,01 моль) оливкового масла при нагревании и перемешивании прн температуре 140 С в тока азота в течение 7 чполучают вязкий однородный продукткоричневого цвета, выход которогопосле очистки путем кипячения с активированным углем составляет 27,2 г(93 ). 50 светло-коричневого цвета, хорошорастворяется в воде .Его свойства:Поверхностное натяжение1-ного раствора 28,88 дин/смСмачивающая способность 1-ного растворана полистироле 24,3на полиамиде 20, 30Пенообразующая способность 1-ногораствора 278Устойчивость пены1-ного раствора 0,22П р и м е р 3. Аналогично примеру1 из 20 г (0,03 моль) нонаглицерина,9 г (0,01 моль) льняного масла, 1,5 г 15прокаленного КСО 3 при нагреваниии перемешивании при 140 С в течениеО7 ч после очистки получают 28,4 гпродукта . Выход .93 . Полученный продукт представляет собой вязкую одно Ородную жидкость;светло-коричневогоцвета, хорошо растворимую в воде. Продукт обладает свойствами:Поверхностное натяжение1-ного раствора 28,9 дин/смСмачивающая способность 1-ного раствора на полистироле 24,3на полиамиде 17,5Иенообразующая способность 1-ногораствораУстойчивость пены1-ного раствора 0,57П р и м е р 4 . Аналогично примеру1 иэ 20 г (0,05 моль) гексаглицерина 359 г (0,01 моль) рафинированного оливкового масла 1,5 г прокаленного КСОпри нагревании и перемешивании при140 С в течение 7 ч после очисткиполучают 29,3 гпродукта. Выход 96, 4 ОПолученный продукт представляет вязкую однородную жидкость светло-коричневого цвета, хорошо растворимую вВоде . Продукт обладает свойствамиПоверхностное натяжение451-ного раствора 33,57 дин/смСмачивающая способность.1-ного растворана полистироле 27 00она полиамиде 20,6Пенообраэующая способность 1-ногораствора 415Устойчивость пены1-ного раствора 0,78П р и м е р 5. Аналогично примеру 551 иэ 20 г (0,025 моль) декаглицерина,9 г (0,01 моль) оливкового масла,1,5 г прокаленного К, СО 3 при нагревании и перемешиваний при 140 С в теочение 7 ч получают вязкую однород Оную жидкость светло-коричневого цвета. Выход 28 г (93) . Продукт хорошо растворим в воде.Характеристики целевого продуктасведены в таблицу. 65 П р и м е р 6. Аналогично примеру 1 иэ 20 г (0,12 моль) диглицерина, 9 г (0,01 моль) оливкового масла, 1,5 г прокаленного КСР при нагревании и перемешиваний при 140 С во течение 24 ч получают вязкую светло- окрашенную жидкость. Выход 30,1 г (99), Продукт растворяется в воде с образованием мицеллярных растворов,обладает солюбилизирующей способностью по отношению к маслу хорошо смачивает поверхность полистирола и полиамида. Характеристики продукта сведены в таблицу . П р и м е р 7. Аналогично примеру1 иэ 20 г (0,025 моль) декаглицерина,9 г (0,01 моль) оливкового масла,1, 5 г К СО при нагревании и перемешиваний при 140 С в течение 20 чполучают вязкую однородную жидкостьсветло-коричневого цвета. Выход 28,6(95) . Продукт хорошо растворяетсяв воде с образованием мицеллярных растворов, обладает солюбилизирующейспособностью по отношению к маслу,хорошо смачивает поверхность полистирола и полиамидной пленки . Характеристики продукта сведены в таблицу . П р и м е р 8. Аналогично примеру 1 из 15 г (0,03 моль) нонаглицеринаи 90 г (0,1 моль) оливкового масла,1,5 г прокаленного К, СО при нагревании и перемешивании при 140 С в течение 12 ч получают вязкую однородную светлоокрашенную жидкость с выходом 115 г (100)Продукт реакциирастворим в воде с образованпем мицеллярных растворов, обладает солюбилиэирующей способностью по отношениюк маслу, хорошо смачивает поверхности полистирола и полиамида.Характеристики продукта сведены втаблицу,П р и м е р 9 . Аналогично примеру1 иэ 20 г продукта поликонденсации глицерина, содержащего 1 МаОН и имеюПолученный продукт хорошо растворим в воде с образованием мицеллярных растворов, обладает.солюбилизирующей способностью по отношению к маслу и хорошо смачивает поверхность полистирола и полиамида. Характеристики продукта сведены в таблицу .П р и м Й р 10. Аналогично примеру 1 из 0,01 моль растительного масла, выбранного из ряда: касторовое, хлопковое, тунговое, рапсовое, коноп 802261ляное, сырое льняное и 0,03 моль нонаглицерина 1,5 г прокаленного КСОпри нагревании и перемешивании, йри140 С в токе азота в течение не менее 7 ч получают вязкие, однородные,окрашенные в светло-коричневый цветжидкости сколичественным выходом(без очистки 1 Продукты реакции хорошо растворяются в воде с образованием мицеллярных растворов, обладают солюбилизирующей способностью к маслу, хорошо смачивают поверхности полистирола и полиамида.Характеристики продукта сведены в таблицуЛ Л (Ч т оо оиод ааохг аа Э С х о х х э Ыоаа я о Эхо щОцс хооэоха эо(оэхоа алоэ.Ои ах%оде энххн донОх ооюжюх и х хе-(ац о Рс ф (Ч (Ч ОВ(Л г хха оцэ Ж Гла х ох хха ецэ Гч (3: Э доб н Э Х о о н о Ц 1 О с О ГЪ ГЧ О О с с М И Г тЧ (Ч М Ю с О О т 3 ф О О с с О . О Г тЧ М тв О с О Г М О О О О О О ф О ГГЪ М М М 1 1 О 1а йо1 въ ОдофжоакцнхнХаРЗО 1 исеа дожю юхоохчаа О Г т Ф сМ ОЪ Г О ГЧ т( г 1 ГЧ ОЪ М ГЧ сФ т ОЪ т ГЧ тЧ т 4 Ф Ю с с ГЧ г 4 О ГЧ ГЧ ГЧкдоЦ фр ц с хоота оха еоо 3 Ию ф оо н 1 1 ох инэо ц хна о Ю О 1 О ГЧ 1 Г М О с с тЧ ГЪ Ф ГЧ Ч Ч Ф О с т Ф тЧ ГЧФ О с М Г" ГЧ Ч О О ф с с с г 1 ГЧ М ГЧ ГЧ ГЧ Э л Эй 5 Хй фонох О О в ж в Х йХХ аГЭФГГ а Х Ю 1 Х ХЖВ оцэ Х й Г 1+ +, + й О 1 Х Х Ха ЭЙЭ ГлЬ ГГ О 3 й Э 3 Х Ц о х о 1 Э до оф о кХ Э О ф О Ю 1;Х Е о 1 1 Х ЭИФ ХДЗХ1 1 ЕЗ,Х Ю Х Ю ах ф 1 Э о Э В Ч ОЪ ФЮ Г а а ФГ Г с с с с ссО О О О О О О О Г О тО т 1 Ч т" О Ч г 1с с с с с с с с с Уа Ф Ф Ч тГ Ч ФГЧ ГЧ (Ч М М М М М М М Юв в в в в в в в О тЧ (Ч М тГ 1 ГЪ Э Г Ф й О г 1 тМ тт 4 Ч тЧ тттГ ГЧ хЮоодоаХеЭ ОЦ чузйнхыжоЦдэн3нв"1фтЭхХЭфО Еоо802261 Формула изобретения Составитель Е. УткинаРедактор 3 . Бородкина Техрвд Р,.Бабинец Корректор Ю, Макаренко Заказ 10499 27 Тираж 54 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб ., д . 4/5Филиал ППП "Патент", г . Ужгород, улПроектная 4 Способ получения неионогенных поверхностно-активных веществ на основе сложных эфиров полигидроксилсодержащих соединений, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что триглицериды растительных масел подвергают взаимодействию с полиглицерином со степенью поликонденсации в=2-0 при их молярном соотношении 1:0,3-12 соответственно, температуре 120-140 С, в присутствии К СОЗ в качестве катализатора, взятоно в количестве 0,5-5,0 Ъ от весареакционной массы, в токе азота, прперемешивании в течение 7-24 ч с последующей нейтрализацией реакционноймассы соляной кислото.: и обработкойполученного продукта активированним.углем. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1 . Патент Франции У 2221436,кл . С 07 С 67/02, опублик . 1974 . 2 . Ф . А . Жогло . Жиросахара,М .