Способ изомеризации жирных ненасыщенных и смоляных кислот Советский патент 1976 года по МПК C11C3/14 

Описание патента на изобретение SU511026A3

Известен способ изомеризации смоляных кислот живичной канифоли или других продуктов переработки таллового масла диспропорционированием при температуре 180-250°С в присутствии 1 -10% по весу серы и 0,5-2% иода, преимуществеппо 2,8-3,5% серы и 0,8-1,0% йода.

При проведении процесса последовательно в две стадии получается продукт (абиетиновая кислота), содержащий менее 0,2% смоляных кислот с сопрял :енной диеновой структурой. Одновременное использование серы и йода приводит к получению малоценного про-, дукта - пека.

Кролге того, получаемые продукты .необходимо подвергать обесцвечиванию с помощью, наиример, щавелевой кислоты в органическом растворителе, например уайт-спирите. Следовательно, получаемый продукт как такоBoii не полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к эмульгаторам.

С целью повышения качества целевого полностью изомеризованного и диспропорционированного продукта по предложенному способу исходные серу и йод берут в количестве 0,1 - 5% .н не более 0,4% соответственно. Процесс ведут одновременно или последовательно в присутствии преимущественно 0,1-2% серы и 0,05-0,2% йода при температуре 210- 230°С.

В процессе целесообразно использовать фракцию жирных кислот таллового масла, которую изомеризуют в присутствии 3-5% серы либо 0,2-3% йода.

Сырое талловое масло изомеризуют и диспропорционируют одновременно .и последовательно в црисутствии 2-4% серы и 0,15- 0,3% йода, -получаемый при этом продукт дистиллируют.

Подобной обработке можно также подвергнуть канифоль таллового масла, которую диспропорционируют одноврембнно ;или последовательно в присутствии 0,01-5% серы и 0,01-0,4% йода, полученный пр.и этом продукт подвергают отпариванию в присутствии воды или водяного пара при температуре 150-250С или обработке гидроокисью или карбонатом щелочного металла в количестве 0,1-5% по весу при температуре 150-250°С.

По предложенному способу из канифоли таллового масла, содержащей 50-60% сопряженных диеновых смоляных кислот, получают целевой продукт, содержащий общее количество 0,2% смоляных кислот с сопряженной диеновой структурой. Как показывают анализы, полиненасыщенные жирные кислоты, присутствующие в канифоли (линолевая, цис-5, 9,12-октадекатриеновая и цис-5. И, 14-эйкозатриеновая кислоты) и содержащие структурную группу - СН СН -СНг , количественно исчезают в то время как мононенасыщенная, олеиновая кислота и насыщенные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая, арахидиновая, бегеновая и лигноцериповая кислоты) не подвергаются воздействию

пары катализаторов и остаются неизменившимися.

Кроме того, под действием йода происходит обесцвечивание канифоли. Как показали .исследования, обесцвечивание происходит при содержании йода не более 0,25%. При использовании более высокого содержания йода целевой продукт темнеет, т. е. при использовании 0,5-2% (как в известном способе) продукт получается такого качества, что требуется дополнительная химическая обработка. Однако при одновременном использовании каталитической пары, при изомеризация и диспропорционировании жирных кислот канифоли целевой продукт имеет неприятный запах. Исследования показали, что этот запах, может быть удален при отпаривании, предпочтительно проводимом после каждой стадии реакции, включающем обработку струей

воды поверхности канифоли в количестве 3-5% при температуре 160-220° С, при этом одновременно улучшается качество целевого продукта за счет разложения ангидридов кислот (кислотное число увеличивается) и отгонки с паром -продуктов декарбоксилирования смоляных кислот. Запах может быть также устранен путем обработки готового продукта 50%-ной щелочью, применяемой в количестве 2-4%, при температуре 220°С, при

этом также улучшается качество продукта и, кроме того, температура размягчения продукта обычно повышается на 10-20°С.

Свойства диспропорционированной канифоли таллового масла, получаемой в соответстВИИ с настоящим изобретением, зависят от дозы катализаторов и особенно от соотношения между ними.

Известно, что сера, в основном способствует дегидрированию смоляных кислот, в то время как иод собственно катализ-ирует диопропорционирование. Далее, сера повышает температуру размягчения конечного продукта, иод же сильно понижает эту температуру. Совместный эффект обоих катализаторов вызывает некоторое понижение температуры размягчения канифоли.

Практически удобные количества катализаторов составляют:

Сера, %Йод, %

3,00,075

2,00,10

1,750,125

1,500,15

1,250,20

1,00,25

0,50,30

При использовании экстремальных значений, приведенных в этой таблице, диспропорционирование не протекает нацело. При применении количеств катализаторов из верхней части таблицы недостатком является высокое содержание серы в продукте, а преимуществом - высокое содержание дегидроабиетиновой кислоты и высокая температура размягчения. При использовании количеств катализатора из нижней части таблицы недостатком является снижение содержания дегидроабиетиновой кислоты, снижение температуры размягчения и темный цвет продукта, а преимущество 1заключается в пониженном содержании серы. Оптимальные дозы катализаторов находятся примерно в середине таблицы.

Настоящее изобретение дает возможность проводить последовательно и/или одновременно .изомеризацию жирных кислот таллового масла или любых смесей жирных -кислот. Линолевая и цис-5, 9, 12-октадекатриеновая кислоты, присутствующие в жирных кислотах таллового масла, практически количественно исчезают .из жирных кислот таллового масла при обработке их каталитическим количеством серы и йода при температуре около 180-250°С, -как при одновременном, так и Нри последовательном проведении реакции. Очень хорошне результаты получаются даже при применении столь малых количеств катализаторов, как 1,5% серы и 0,15% йода, при нагревании при 220°С в течение 2-3 час.

Во время реакции доля жирных кислот Ci8, .имеющих сопряженные диеновые системы, возрастает в жирных кислотах таллового масла, но не в такой степени, чтобы полностью соответствовать удалению линолевой и цис-5, 9,12-октадекатриеновой кислот. Олеиновая кислота с моно-еновой системой, а также насыщенные жирные кислоты остаются неизменивщимися. Однако под действием катализатора происходит частичная изомеризация олеиновой кислоты в трансформу.

Во время реакции происходит очень незначительное декарбоксилирование жирных кислот, и, следовательно, кислотное число и количество неомыляемых веществ остаются практически неизменными. С другой стороны, йодное число жирных кислот таллового масла (по Вийсу) снижается с первоначальной величины 154 до примерно 90-110 у готово.го продукта. Следует отметить, что сопряженная диеновая жирная кислота ведет себя при определении йодного числа по Вийсу, как моноеновая жирная кислота.

В результате реакции происходят также изменения некоторых физических характеристик. Так, точка помутнения, так наываемый «титр, повышается от начального значения -10°С примерно до +10°С у готового продукта, кроме того, показатель преломления жирных кислот таллового масла (п) возрастает под влиянием реакции, например, от величины 1,472 до величины 1,479.

Продукт, получаемый по предложенному способу из жирных кислот таллового масла, не может быть использован из-за темного цвета и отталкивающего запаха. После перегонки продукта в вакууме получается смесь жирных кислот с приемлемым запахом и цветом. Компоненты, обусловливающие запах, и часть окрашенных компонентов отгоняются вместе

с головной фракцией. Основная часть окрашенных компонентов остается в остатке после перегонки.

Если в отношении цвета продукта не возникает каких-либо особых требований, то может оказаться достаточ.ной отгонка головной фракции, имеющей особенно неприятный запах. Для удаления занаха можно воспользоваться отпариванием с прибавлением воды

или водяного пара как при нормальном, так и ири пониженном давлении. Для обесцвечивания можно воспользоваться обычной обработкой отбеливающими землями, пригодной в случае жирных кислот.

Сырое талловое масло может быть подвергнуто обработке серой/йодом, при этом изомеризацию жирных кислот и диспропорциопирование смоляных кислот осуществляют одновременно. В этом случае при обычной перегонке, применяемой для таллового масла, вещества, которым присущ запах, удаляются вместе с головной фракцией, в то время как окрашенные соединения распределяются между головной фракцией и пеком. Если нужно,

изомеризованные жирные кислоты таллового масла и диспропорционированная канифоль таллового масла могут .быть разделены дистилляцией, а также вылелены в форме различных смесей.

При проведении обработки серой/йодом сырого талло;вого масла следует пользоваться более высокими колнчествамн .катализаторов, чем при изомеризации только жирных кислот таллового масла. Это объясняется тем, что соотнощение между абиетиновой кислотой и дегидроабиетиновой кислотой в сыром талловом масле значительно выще, чем в конифоли таллового масла. Во-.вторых, те компоненты таллового масла, которые удаляются вместе с

головной фракцией и пеком, содержат большую часть реакционно-способных компонентов, которые реагируют с катализаторами.

Хорощие результаты получают, если сырое талловое масло обрабатывают, например, 2-

4% серы и 0,15-0,3% иода либо одновременно, либо последовательно при температуре 180-250°С, при нагревании в течение 2-3 часов при температуре 220°С. В этом случае, если желательно, реакция может быть проведена не до конца, так как завер.шение реакции проходит даже во время дистилляции.

Превышение количеств катаЛИзаторов во время перегонки ускоряет декарбоксилироваПие 1КИСлот.

Метод этот вполне приложим и к смесям жирных кислот со смоляными кислотами, которые получают из сырого та.ллового масла при удалении головной фракции и/или пека. В этом случае достаточно является меньшая

доза катализатора, а продукт требует повторной перегонки, что делает данный метод менее экономичным.

В (ТОМ случае, удаляются жирные кислоты соСтруктурой - СИ СН-СНз -

(линолевая и цис-5, 9, 12-октадекатриеновая

кислоты) из жир.ных кислот таллового масла, хорошие результаты дает обработка жирных кислот таллового масла только серой или только йодом при температуре около 180- 250°С при использовании достаточной дозы катализатора и большей продолжительности реакции. Однако использование только серы или только «ода не желательно в случае сырого таллового масла, так «ак в этом случае кислоты Канифоли диспропорционируют плохо.

Изомеризацию жирных кислот таллового масла В присутствии серы проводят при добавлении от 1 до 4% серы при температуре 180°С. Время изомеризации при 220°С 2 час, при этом в реакционном продукте остается лишь 10% смеси линолевой и цис-5, 9, 12-октадекатриеновой кислот, насыщенные жирные кислоты -и олеиновая кислота остаются неизменными, но происходит частичная изомеризация олеиновой кислоты в транс-форму.

Жирные кислоты таллового масла, обработанные серой, имеют темный цвет. Запах их напоминает запах сероводорода и не столь отталкиваюш,ий, как запах, возникаюш,ий в жирных кислотах таллового масла при совместной обработке серой и иодом. При дистилляции реакционного продукта в вакууме получают продукт с приемлемым цветом и запахом. Содержание серы в полученном продукте достигает 2-3%.

Изомеризацию жирных кислот таллового масла под действием иода лучше проводить в присутствии 0,2-0,4% катализатора, прибавляя его к реакционной смеси при комнатной температуре с последующим нагреванием при 220°С в течение 2-3 час. При этом жирные кислоты с изолированными двойными связями пра-ктически и количественно изомеризуются в сопряженные структуры. Степень декарбоксилировавия жирных кислот незначительна. Одновременно с изомеризацией протекает некоторая термическая димеризация образуюииьхся сопряженных диеновых кислот по реакции Дильса - Альдера. Процесс димер«зации, обусловленный нагреванием, протекает при температуре 220°С сравнительно медленно, и основная масса реакционного продукта может быть отогнана в вакууме. С другой стороны, почти полная димеризация нротекает в случае, когда жирные кислоты таллового масла обрабатываются одновременно 0,2% иода и 4% отбеливающей земли R течение 2 час при температуре 220°С.

Жирные кислоты таллового м-асла, изомеризованные под действием иода, в большинстве случает могут применяться как таковые, но качество их может быть улучшено путем перегонк-и в вакууме либо удалением небольшого количества окрашенной головной фракции, кипящей три низкой температуре. Для удаления окрашенных компонентов, кипящих при низкой температуре, может быть применено отпаривание с водой или водяным паром при температуре около 200°С. Для обесцвечивания можно также использовать обработку отбеливающей землей. Количество олеиновой кислоты при реакции с йодом не изменяется, однако наблюдается частичная изомеризация в трансформу.

5 Таким образом при здалении из жирных кислот таллового масла жирных кислот с изолированной диеновой структурой получают продукт, пригодный для использования в качестве агента эмульгирования при полимери10 зации, имеющей своей целью, например, получение стирольно-бутадиенового каучука (SBR). В том случае, если для тех же целей желательно удалить из реакциошюго продукта жирные кислоты, имеющие сотряженную дие5 новую структуру « образующиеся при процессе изомеризации, легко можно вызвать их димеризацию либо во время изомеризации, либо после нее.

Жирные кислоты таллового масла, согласно 0 настоящему изобретению, могут быть «снользованы в качестве исходного материала при процессах димеризации жирных кислот, которые были разработаны для смесей жирных кислот с высщими сопряженными диеновыми 5 соединениями н обусловливают такое -преимущество, как очень мягкие оеакционные условия.

Далее, изомеризованные жирные кислоты таллового масла, согласно настоящему -изо0 бретению, могут применяться в промышленности, производящей алкидные смолы с хорощей способностью к высыханию.

Диспропорциояированная канифоль таллового масла, получеиная предложенным спосо5 бом, также с успехом может применяться в качестве так называемого агента, нридак щего клейкость или липкость жидким клеям, так как она не кристаллизуется в больщинстве растворителей, из которых обычная канифоль 0 таллового масла немедленно.кристаллизуется. Одним из важных применений свободной канифоли является использование ее в -качестве шлихты в бумажной промышленности. Шлихта со стабильностью и размерами эмуль5 гированных частиц, близким к стандартам на шлихту, изготовляемую из живичной канифоли, может быть получена, например, по способу Бевуа из канифоли таллового масла, диспропорционированной по методу, охваты0 ваемому настоящим изобретением. Известно, что канифоль таллового масла не может быть использована как таковая для изготовления щлихты на основе свободной канифоли из-за большой тенденции к кристаллизации. 5 Пример 1. 10000 кг свежеперегнанной канифоли таллового масла при температуре 200°С подают насосом в кислотостойкий реактор из стали общим объемом 14 м, снабженный нагревательным масляным и охлаж0 дающим змеевиком и якорной мещалкой. Каиифоль охлаждают до температуры 180- 190°С и прибавляют 150 кг гранулированной серы, вводимой в реактор равномерно в течение 1 час. После окончания прибавления тем5 пературу реакционной массы оовыщают до

10 Таблица 1

Похожие патенты SU511026A3

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАТЕКСОВ СИНТЕТИЧЕСКИХ КАУЧУКОВ 1995
  • Сигов О.В.
  • Гусев Ю.К.
  • Филь В.Г.
  • Молодыка А.В.
  • Кудрявцев Л.Д.
  • Привалов В.А.
RU2079513C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМУЛЬГАТОРА НА ОСНОВЕ ТАЛЛОВОГО МАСЛА 1994
  • Сигов О.В.
  • Филь В.Г.
  • Папков В.Н.
  • Титова Н.П.
  • Цырлов М.Я.
  • Кудрявцев Л.Д.
  • Молодыка А.В.
  • Привалов В.А.
  • Образцов П.В.
  • Кулаков Н.П.
  • Ударов В.Е.
RU2054021C1
СПОСОБ ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ СМЕСЕЙ ЖИРНЫХ И СМОЛЯНЫХ КИСЛОТ 1997
  • Радбиль Б.А.
  • Чупрова В.А.
  • Золин Б.А.
  • Климанский В.И.
  • Баженов Ю.П.
  • Насыров И.Ш.
  • Рахимов Р.Х.
  • Кутузов П.И.
RU2144527C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОЦЕПНЫХ ПОЛИМЕРОВ 1971
  • Иностранцы Хайнц Ерхардт, Хайнц Георг Фукс, Пауль Херте Лотар Вебер
  • Германска Демократическа Реснублика
  • Иностранное Предпри Тие Феб Хемише Верке Буна
  • Германска Демократическа Республика
SU298120A1
СПОСОБ ОЧИСТКИ КАНИФОЛИ 2012
  • Евдокимов Андрей Николаевич
  • Попова Лариса Михайловна
  • Курзин Александр Вячеславович
  • Трифонова Алена Дмитриевна
  • Бьюисман Годфрид
RU2543163C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАУЧУКОВ 1995
  • Сигов О.В.
  • Гусев Ю.К.
  • Филь В.Г.
  • Рукина О.А.
  • Молодыка А.В.
  • Кудрявцев Л.Д.
  • Привалов В.А.
RU2065451C1
СПОСОБ ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ ТАЛЛОВОЙ КАНИФОЛИ 2001
  • Горбунова Т.П.
  • Злобин О.В.
  • Микаелян К.С.
  • Пашин В.А.
  • Падерин В.Я.
  • Хачатрян Х.В.
RU2181741C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМУЛЬГАТОРА ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕМ НЕНАСЫЩЕННЫХ КИСЛОТ 2001
  • Гусев А.В.
  • Конюшенко В.Д.
  • Привалов В.А.
  • Рачинский А.В.
  • Солдатенко А.В.
  • Шевченко А.Е.
  • Папков В.Н.
  • Титова Н.П.
  • Цырлов М.Я.
RU2174994C1
СПОСОБ ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ КАНИФОЛИ И СМОЛЯНЫХ КИСЛОТ 1993
  • Радбиль Б.А.
  • Шалагина Е.Ф.
  • Скворцова Г.Е.
  • Семиколенов В.А.
RU2081143C1
Способ диспропорционирования канифоли 1977
  • Нестеренко Валерий Павлович
  • Астахов Василий Андреевич
  • Ламоткин Александр Иванович
SU763420A1

Реферат патента 1976 года Способ изомеризации жирных ненасыщенных и смоляных кислот

Формула изобретения SU 511 026 A3

220° С и выдерживают при этой температуре 2 час. Во время реакции выделяется лримерно 50 кг сероводорода.

После выдержки осуществляют первую стадию дезодоризащии путем подачи воды иа поверхность каиифоли со скоростью л/час до тех тор, пока температура канифоли понизится до 160°С. Одновременно для ускорения процесса охлаждения используют дополнительный змеевик. Охлаждение ведут до тех пор, температура не усталоВИтся на уровне 140°С. Далее, в один прием к канифоли добавляют 15 кг иода (сорта «сублимировалный) при температуре 140°С, быстро повышают температуру до 220-225°С и выдерживают при этой температуре в течение 1 час.

Затем проводят вторую стадию дезодоризации путем подачи 400 л воды на .поверхность конифоли со скоростью 150 л/час.

Для сокращения общей продолжительности процесса канифоли дают одновременно

охлаждаться с температуры 220 до и ее загружают в контейнеры при температуре 150°С. Выход составляет 9800 кг. Во время всего процесса через реактор продувают инертный газ.

Результаты анализа при проведении дезодоризации представлены в табл. 1.

Пример 2. 100 г смоляных кислот китапОКОЙ живичной калифоли помещают в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и термометром, нагревают до 190°С и добавляют за 30 мин 1,5 г серы. После окончания добавления температуру повышают до 220°С и

выдерживают при ней 2 часа. Далее канифоль охлаждают до 40°С и добавляют 0,15 г

иода. Затем температуру повышают до 220°С

и выдерживают 1 час.

iB этом случае, когда дезодоризации не производится, получают целевой продукт с характеристикой, представленной в табл. 2.

Таблица 2

II

Как видно из таблицы 2, продукт содержит слишком большое количество смоляных кислот с сопряженной диеновой структурой я поэтому он пригоден для использования в качестве эмульгатора полим еризации при получении синтетического каучука. Значительное снижение кислотного числа говорит о плохом качестве щелевого продукта, и следовательно, данное изобретение нецелесообразно применять для диспропорционирования живичной (каннфоли.

Пример 3. ДиопропорЦИОннрование смеси канифоЛИ таллового масла/живичной канифоли (8 :2) проводят аналогично примеру 2.

Результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3

Конечный

Результаты анализа продукт

Кислотное число, мгКОН/Г Число омыления, мгКОН/г

Содержание абиетиновой кислоты, (метод газожидкостной хроматографи

Цвет

Те.мпература размягчения, °С

Как видно, полученный продукт может быть использован в качестве эмульгатора полимеризации.

Пример 4. Диспропорционирование конифоли таллового масла проводят аналогично примеру 2. Продукт дезодоризуют добавлением к канифоли едкого натра в количестве 3% (50%-ного водного раствора) при температуре 220°С.

Конечный продукт

°С69

,

К-1

Полностью отсутствует

12

Пример 5. 100 ,г канифоли таллового масла помещают в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и термометром. Канифоль нагревают до 140°С и добавляют 0,15 г йода, температуру смеси повышают до 180°С и в течение 1/2 чаеа к смеси добавляют 1,6 г серы. Затем температдфу повышают до 220°С, и смесь выдерживают .при ней 2 час.

Результаты анализа представлены в табл. 4

Пример 6. 100 г канифоли таллового масла помещают в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и термометром, нагревают до 120°С, затем добавляют в три приема 1,5 г серы н через 5 мин порцию иода - 0,15 г при этой же температуре. Далее температуру реакционной смеси повышают до 220°С и выдерживают при ней в течение 2 час.

Результаты анализа представлены в табл.5.

Пример 7. 1,5 г серы добавляют к. 100 г смеси канифоли таллового масла и жирных «ислот таллового масла (87: 13) при температуре 190°С. Смесь .нагревают в течение 2 час при температуре 220°С, затем охлаждают до 140°С и добавляют 0,15 г иода. Температуру смеси вновь поднимают до 220°С и выдерживают при ней 1 час.

Кислотное число полученного продукта равно 163 мг КОП/Г, содержание смоляных кислот 70%, цвет WG, температура размягчекия 36°С. Отталкивающий запах продукта исчезает при отпаривании с помощью воды (5% воды при температуре 220-200°С).

Результаты анализа, проведенного методом газожидкостной хроматографии, показывают полное диспропорционирование смоляных кислот и практически количественное исчезновение жирных кислот с изолированной структурой - СП СН -СНа - СН -СН-.

Аналогичные результаты достигаются в опытах со смесями, в которых соотнощеНИе между канифолью таллового масла и жирными кислотами таллового масла равно 75:25 и 50 : 50.

Пример 8. 0,125 г иода добавляютк 100 г канифоли таллового масла, содержащей 1 %

Таблица 4

13

фумаровой кислоты при температуре 140°С, затем температуру повышают до 180°С, прибавляют 1,75 г серы и реакционную смесь нагревают в течение 2 час при 220°С.

Кислотное число полученного продукта составляет 164 мг/КОН, содержаеие смоляных кислот равно 81%, цвет - соответствует показателю N, температура размягчения 66°С. Результаты анализа (газожидкостной хроматографии) показывают, что смолянистые кислоты с сопряженной диеновой системой полностью исчезают. Отталкивающий запах продукта исчезает при отпаривании с водой (3% воды при температуре 220°С).

Аналогичные результаты получают при проведении фумаризации одновременно с диспропорционированием или после добавления серы или перед добавленнем иода.

Настоящий пример показывает, что диспропорционироваиие канифоли таллового масла происходит даже ъ том случае, если некоторое количество смоляных кислот с сопряженными двойными связями удаляется по реакции, например Дильса-Альдера, обработкой параформом и т. д.

Жирные кислоты таллового . масла, результаты анализа которых приведены ниже, были использованы для проведения последующих опытов.

Кислотное число, мг КОН/г194

Содержание смоляных кислот, %1,5

Содержание иеомыляемых

веществ, %2,8

Йодное число (по

В.ийсу, 1 час)154

Цветность по Гарднеру5

Показатель светопреломления, ,4720

Точка помутнения, °С10

Состав жирных к-ислот (газохроматографический) следующий, %: Насыщенные кислоты

(пальмитиновая и

стеариновая)2

Олеиновая кислота35

Цис-5, 9-октадиеновая

кислота2

Линолевая кислота41

Цяс-5, 9, 12-октадекатриеновая

кислота12

Кислоты с сопряженной диеновой

структурой8

Сумма 100%Н р и м е р 9. В табл. 6 приведены результаты опытов по изомеризации жирных кислот таллового масла путем их обработки серой и иодом, .проводимой либо одновременно (А), либо В виде двух последовательных стадий (В). Во всех опытах температура составляет 220°С, продолжительность реакции 2 час при одновременном использовании катализаторов, а при последовательном использовании 2 час с серой и 1 час с нодом.

14

Полученные данные практически совпадают с результатами анализа п-о газовой хролтатографии.

В табл. 7 показано влияние температуры на изомеризацию. Катализаторы (1,5% серы и 0,15% иода) прибавляли к жирным кислотам таллового масла при 25°С, продолжительность реакции 2 час.

Жирные кислоты таллового масла, изомеризованные в присутствии сероиодного катализатора, для улучшения цвета и запаха перегоняют в вакууме без дефлегматора. Так, например, при перегонке продукта «2А при 4 мм рт. ст. отгоняется 4% темно-окрашенной головной фракции с непрятным запахом и 74% продукта с приемлемыми запахом и цветом (кислотное число 194 мг КОН/г, йодное число 97, цветность - 8 единиц Гарднера).

Пример 10. 3 г серы добавляют к 100 г сырого таллового масла (кислотное число 136 мг КОН/г, содержание смоляных кислот 39%) при температуре 180°С в течение 1 час, смесь нагревают 2 час при температуре 220°С, затем температуру снижают до 130°С и к смеси добавляют 0,20 г иода, температуру повышают до 220°С -и при ней смесь выдерживают 1,5 час.

Результаты анализа продукта методом газовой хроматографии показывают, что жирные кислоты с изолированной структурой - -СН2 -СН СН- (линолевая, цис-5, 9, 12-октадекатриеновая кислоты и цис5, 11, 14-эйкозатриеновая кислота) в процессе изомеризации почти полностью исчезают. С другой стороны, смоляные кислоты с сопряженной диеновой структурой (абиетиновая, неоабиетиновая, полюстровая кислоты) одновременно почти полностью диспропорционируются. Так, кислотное число сырого таллового масла снижается до 130, а содержание смоляных кислот до 36%.

Пример 11. В табл. 8 представлены результаты изомеризации жирных кислот таллового масла в -присутствии только серы; которую добавляют к жирным кислотам таллового масла при температуре 180°С с последующим выдерживанием реакционной смеси при температуре 220°С 2 час.

Продукт 12 перегоняли без дефлегматора прИ 7 мм рт. ст. для улучшения цвета и запаха.

Результаты анализа продуктов перегонки представлены в табл. 9.

При-мер 12. В табл. 10 приведены результаты изомеризации жирных кислот таллового масла в присутствии иода, который добавляют к жирным кислотам таллового масла нри температуре 25°С. Изомеризацию ведут при 220°С.

В табл. 11 показано влияние температуры реакции на изомеризацию жирных кислот таллового масла в присутствии иода, который применяют в количестве 0,3% при температуре 25° С. Продолжительность реакции 1 час.

ЖКТМ-жирные кислоты таллового масла.

-Таблица 7

Таблица 6

Таблица 8

Таблица 9

Йод прибавляли в один прием при температуре 140 С.

Результаты газожидкостного хроматографического анализа показывают, что линолевая и цис- 5, 9, 12-октадекатриеновая «ислоты количественно превращаются в соответствующие изомеры, содержащие сопряженные диеновые структуры. Далее следует указать, что в процессе диспропорционирования происходит мягкая термическая димеризация сопряжетаных кислот. Это обнаруживается методом газожидкостной хроматографии. Как показывает хроматограмма, цис-5, 9-октадекадие.новая кислота находится между олеиновой и линолевой кислотами « в процессе остается, вероятно, неизменной. При изучении изомеризации жирных кислот таллового масла, к которым была добавлена стеарииовая кислота (как внутренний стандарт), выявлено, что общее количество олеиновой и элаидиновой кислот остается не изменившимся ири проведении изомеризации в присутствии иода.

Таблица 11

Продукт 20 перегоняли при 5 мм р т. с т. без дефлегматора и получали 4% темной головной фракции, т. кип. 80-175°С, выход продукта € т. кип.. 175-212°С составляет 81%.

Результаты анализа:

Кислотное число, мг КОН/г194

Йодное число по Вийсу103

Цветность по Гарднерув

Соотношение линолевая/олеиновая кислоты0,02

Показатель светопреломления, ,4740

Точка помутнения, °С-|-13

Пример 13. 0,175 г иода и 4 г отбеливающей земли (величина рН 5,7) добавляют к 100 г жирных кислот таллового масла. Температуру смеси повышают до 210°С и выдерживают при ней в течение 2 час.

Вязкость жирных кислот таллового масла (30 спз) повышается до 200 спз. Анализ, проведенный методом газожидкостной хроматографии, показывает, что (примерно 80% линолевой и цнс-5, 9, 12-октадекатрнено,вой ки-слот исчезают и что Основная масса полученных сопрженных кислот димеризуется.

Во iBTOpoM опыте с продуктом 18 (полученлого с иодом) в качестве кислотного катализатора добавляют 0,05% паратолуолсульфокислоты и смесь нагревают в течение 2 час при температуре 240°С. Вязкость конечного продукта равна 230 спз.

Результаты анализа методом тазожидкостной хроматографии показывают, что большая часть сопряженных жирных кислот подверглась димеризации.

Формула изобретения

1. Способ изомеризации жирных ненасыщенных и смоляных кислот, содержащихся в сыром талловом масле, канифоли или во фракциях от перегонки таллового масла, путем диспропорциодирования последних при темнературе 180-250°С в присутствии серы и/или йода с последующим выделением целевого продукта известными приемами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, исходную серу и/или иод берут в количествах 0,1-5% и не более 0,4% по весу соответственно.

19

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс ведут одиовременно или последовательно Б присутствии 0,1-2% серы и 0,05- 0,2% иода при температуре 210-230°С.3.Способ ПО п. 2, отличающийся тем, что жирные кислоты таллового масла изомеризуют в присутствии 3-5% Серы.4.Способ ло П. 1, отличающийся тем, что жирные кислоты таллового масла изомеризуют в присутствии 0,2-0,3% йода.5.Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырое талловое масло диспропорциоШ-ipyют одновремеппо или последовательно в присутствии 2-4% серы и 0,15-0,3% йода, и полученный при этом продукт дистиллируют.6.Способ по п. 1, отличающийся тем, что ка.нифоль таллового масла диспропорцио20

пируют одновременно или тюследовательно в присутствии 0,01-5,0% серы и 0,01-04% иода, и полученный при этом продукт подвергают отпариванию в присутствии воды или водяпого пара при температуре 150-250°С или обработке гидроо-кисью или карбонатом щелочного металла в количестве 0,1-5% по весу при температуре 150-250°С. Приоритет по пунктам и признакам:

27.10.72 ПО пн. 1, 2, 6 и признаку, касающемуся диспропорционироваиия канифоли;08.06.73 по ИИ. 1-4 и признаку, касающемуся диспропорционирования жирных кислот таллового масла.26.10.73 ПО пп. 1, 2, 5 и признаку, касающемуся диспропорционирования сырого таллового масла.

SU 511 026 A3

Авторы

Тимо Лехтинен

Даты

1976-04-15Публикация

1973-10-26Подача