Способ получения терпеноидомалеиновой смолы - исходного вещества для приготовления водорастворимого антисептического продукта Советский патент 1992 года по МПК C07C51/567 C07D307/77 

Изобретение относится к области новых лесохимических продуктов, а именно, тер- пеноидомалеиновой смолы, которая может быть использована в качестве исходного сырья для получения водорастворимого антисептического состава для бумажной, кожевенной, кабельной промышленностей.

Для получения терпеноидомалеиновой смолы используюттерпентин, представляющий собой очищенный от сора, осветленный и обезвоженный раствор сосновой живицы в скипидаре и малеиновый ангидрид.

Терпеноидомалеиновая смола представляет собой смесь терпеноидомалеино- вых аддуктов с невступившими в реакцию диенового синтеза отдельными компонентами терпентина.

Известен способ получения аддуктов дитерпеновых кислот или канифоли с мале- иновым ангидридом (прототип), заключающийся в том, что при соотношении реагирующих компонентов 1:1,5 в избытке малеинового ангидрида при нагревании до

140°С и использовании катализаторов AlCIs и НзВОз в токе С02 выход малеопимаровой кислоты составляет 81% к весу общих кислот,

Недостатками известного способа являются использование в качестве катализаторов минеральных кислот, избытка малеинового ангидрида, загрязняющих целевой продукт, проведение реакции в токе инертного газа.

Целью предлагаемого технического решения является улучшение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается получением терпеноидомалеиновой смолы - исходного вещества для приготовления водорастворимого антисептического продукта путем взаимодействия терпеноида с малеиновым ангидридом при нагревании в присутствии катализатора, в качестве терпеноида используюттерпентин, а в качестве катализатора - сульфополистирольный ка- тионит КУ-2 в количестве 2-5% от массы реагентов и процесс ведут при температуре

Ё

4 Оч 00

ел

VJ

V4

165-175°С в течение 1-2 часов при эквимо- лярном соотношении реагентов.

В предлагаемом способе в качестве катализатора диенового синтеза впервые используют катионит КУ-2.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию новизна и существенные отличия.

Катионит КУ-2 - э о сульфополисти- рольный сил ьнокислый монофункциональный катионит, содержит кйЦотную группу ЗОзН. Обладает высокой по/лотительной способностью, механической прочностью, химической устойчивостью. Обеспечивает полноту реакции диенового синтеза в равной мере как для дитерпеновых кислот, так и для монотерпеновых углеводородов. Катализатор не только ускоряет реакцию диенового с.интеза но и адсорбирует все окисленные вещества из реакционной среды. В результате целевой продукт имеет светло-желтый цвет. По окончании реакции он оседает на дно реактора и его легко удалить механическим путем, катализатор экологически безопасен.

Положительный эффект предлагаемого решения достигается улучшением качества целевого продукта (продукт менее загрязнен, то есть более реакционноспособен, имеет светло-желтую окраску, то есть не требует специального осветления).

Пример 1. В реактор загружают 10 г терпентина, 4,3 г малеинового ангидрида и 0,43 г(3%) катионита КУ-2. Смесь нагревают до 100°С. Затем обогрев отключают. Реакция экзотермична, реакционная смесь разогревается до 160°С. Не дожидаясь снижения температуры,включзют обогрев и выдерживают при температуре 165°С в течение 2 ч. Катализатор удаляют. Полученный продукт представляет собой твердое, хрупкое вещество, светло-желтого цвета. Выход готового продукта 13,6 г, что составляет 99% от теоретического. Количество остаточного малеинового ангидрида равно 0,17%, кислотное число 250 мг КОН/г, температура размягчения 55-60°С. ИК-спектр , 1230 (С-О-С), 1645 (), 1775 (), 1845 (), 1695 (СООН). В УФ-спектрах в пределах длин волн 200-320 ммк максимумы поглощения, характерные для-сопряженных двойных связей,отсутствуют.

Пример 2. В реактор помещают 10 г терпентина, 4,3 г малеинового ангидрида и 0,29 г (2 %) катионита КУ-2. Смесь нагревают до 100°С и обогрев отключают. Реакция экзотермична, температура реакционной смеси повышается до 160°С. Не дожидаясь снижения температуры реакционной смеси, включают обогрев и продолжают реакцию

при температуре 170°С в течение 2 часов. Выход готового продукта 13,6 г, что составляет 99% от теории. Продукт светло-желтого цвета, количество остаточного малеинового

ангидрида 0,15%, кислотное число 247 мг КОН/г, температура размягчения 55-60°С. Спектральные характеристики такие же, как и в примере 1.

Пример 3. В реактор загружают

0 100 г терпентина, 43 г малеинового ан гидрида, 7,1 г (5%) катионита КУ-2. Смесь нагревают с перемешиванием до 100°С, затем обогрев отключают. Реакция экзотермична, смесь разогревается до 170°С. Далее

5 ведут реакцию при температуре 170°С в течение 1 часа. Продукт светлый, выход 13,5 г, что соответствует 98%, кислотное число 252 мг КОН/г, температура размягчения 55- 60°С. Спектральные характеристики те же,

0 что и в примерах 1 и 2.

Пример 4. В реактор загружают 100 г терпентина, 43 г малеинового ангидрида и 5,7 г (4%) катионита КУ-2. Смесь нагревают до 100°С затем обогрев отключают, Реак5 ция экзотермична, смесь разогревается до 160°С. Не дожидаясь ее охлаждения, включают обогрев и продолжают реакцию при температуре 175°С в течение 1,5 часов. Катализатор удаляют. Продукт светлый, выход

0 13,6 г, что составляет 99% от теории. Количество остаточного малеинового ангидрида 0,14%, кислотное число 247 мгКОН/г, температура размягчения 55-60°С, спектральные характеристики те же, что и в примерах

5 1,2,3.

Таким образом, заявляемый способ получения терпеноидомалеиновой смолы - исходного вещества для приготовления водорастворимого антисептического продук0 та имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

- улучшение качества целевого продукта (менее загрязнен, более реакционноспособен, не требует специального осветления,

5 экологически безопасен);

-упрощение процесса за счет проведения реакций в обычных условиях, не требует трудоемких методов выделения продукта. Примеры на приготовление водораство0 римого антисептического продукта с использованием терпеноидомалеиновой смолы:

Пример 5. В реактор загружают 10 г терпентина, 4,3 г малеинового ангидрида и

5 0,43 г(3%) катионита КУ-2. Смесь нагревают до 100°С. Затем обогрев отключают. Реакция экзотермична, реакционная смесь разогревается до 160°С, Не дожидаясь снижения температуры,включают обогрев и выдерживают при температуре 165°С в течение 2 часов. Катализатор удаляют. После охлаждения реакционной смеси до 90°С к полученной терпеноидомалеиновой смоле при размешивании прибавляют 5 г моноэта- ноламина. Реакция экзотермична, темпера- тура реакционной смеси повышается до 130°С. Затем при этой температуре и при постоянном перемешивании проводят реакцию в течение 1 часа. Полученный продукт представляет собой вязкую водорастворимую массу, желтого цвета. Реакция водного раствора слабощелочная (рН 8,2). Выход 19,2 г. Средняя молекулярная масса продукта 434,2, растворимость в воде 100%. ИК-спектр, 1385, 1550 (СОСУ), 3350 (ОН). Продукт по примеру 5 идентичен по свойствам с продуктами, полученными с использованием терпеноидомалеиновой смолы по примерам 2-4.

Известный способ получения аминовых солей смоляных кислот заключается в том, что растворенную в органическом растворителе кислоту при температуре 55°С нейтрализуют амином, растворенным в том же растворителе при той же температуре до слабощелочной реакции. Выпадающую аминовую соль растворяют и оставляют на кристаллизацию. Выкристаллизовавшую аминовую соль отфильтровывают, промывают растворителем и высушивают. Выход: на 10 г исходной канифоли получают 11,1 г моноэтаноламиновой соли.

Таким образом, использование терпеноидомалеиновой смолы как исходного вещества для получения водорастворимого

антисептического продукта имеет следую,- щие преимущества по сравнению с извест- нымспособомполучения

моноэтаноламиновой соли;

-повышение выхода в 1,7 раз

-упрощение процесса за счет проведения реакций в расплавах, без использования растворителей

-отсутствие сточных вод

-отсутствие трудоемких процессов фильтрования,кристаллизации.

Водорастворимый антисептический продукт выдержал испытания, проведенные в соответствии с ГОСТ 9.049-75, метод Б, на устойчивость к плесневым грибам с оценкой 0. Обладает противокоррозионной активностью по отношению к стали, относится к малотоксичным веществам - 4 класс токсичности.

Формула изобретения Способ получения терпеноидомалеиновой смолы - исходного вещества для приготовления водорастворимого антисептического продукта путем взаимодействия терпеноида с малеиновым ангидридом при нагревании в присутствии катализатора, о т- л ича ющи и с я тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта, в качестве терпеноида используюттерпентин, а в качестве катализатора - сульфополистирольный ка- тионит КУ-2 в количестве 2-5% от массы реагентов, процесс ведут при 165-175°С в течение 1-2 ч и эквимолярном соотношении реагентов.

Сущность изобретения: продукт- смесь с Тразмяг 55-60°С, выход 99%, к.ч. 250 мг КОН/г. Реагент 1: терпентин. Реагент 2: ма- леиновый ангидрид. Условия реакции: суль- фокатионит КУ-2 в количестве 2-5% от массы реагентов, 165-175°С, 1-2 ч, эквимолярное соотношение реагентов.