×
09.06.2018
218.016.5cbe

Способ синтеза триамил цитрата

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу синтеза триамил цитрата - продукта с хорошими пластифицирующими свойствами, имеющего температуру вспышки 205-210°C, 4 класс опасности, вследствие чего он может быть использован в качестве нетоксичного пластификатора для ПВХ-композиций в детских игрушках, изделиях медицинского назначения, косметике, пищевых упаковках и др. Поставленная задача решается этерификацией лимонной кислоты амиловым спиртом в среде толуола в присутствии концентрированных кислотных катализаторов (серная кислота 96%, n-толуолсульфокислота 99,9% и ортофосфорная кислота 75%), где реакцию ведут в оптимальных условиях: температурный интервал 110-115°С, мольное соотношение кислота:спирт 1÷4,5-5, время реакции 1,5-5,2 ч. Конверсия лимонной кислоты ~95-98%, выход триамил цитрата ~96%. Технический результат достигается использованием в качестве сырья лимонной кислоты и н-амилового спирта (чистота 99,9%) и проведения процесса в оптимальных для кислотных катализаторов режимах, позволяющих получать качественный продукт, не требующий дорогостоящих методов отбеливания и фильтрации. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу синтеза триамил цитрата этерификацией лимонной кислоты амиловым спиртом (чистота 99,9%) с добавлением третьего компонента в присутствии концентрированных (75-99,9%) кислотных катализаторов (серная, ортофосфорная кислоты и n-толуолсульфокислота) в оптимальных условиях: температурный интервал 110-115°С, мольное соотношение лимонная кислота : амиловый спирт = 1:4,5-5, количество катализатора 0,11 моль/л в течение 1,5-5,2 ч с непрерывной отгонкой воды. Конверсия лимонной кислоты ~95-98%, выход триамил цитрата ~96%.

Технический результат изобретения - получение продукта с хорошими пластифицирующими свойствами, имеющего температуру вспышки 205-210°С, 4 класс опасности, вследствие чего он может быть использован в качестве нетоксичного пластификатора для ПВХ-композиций в детских игрушках, изделиях медицинского назначения, косметике, пищевых упаковках и др.

Анализ опубликованных данных позволил провести сравнение физико-химических свойств образцов, полученных в разных условиях, которые сведены в таблицу 1.

Видно, что триалкилцитраты общей формулы

где R - этильный или бутильный радикал, имеют температуру вспышки 155-174°C, что не удовлетворяет требованиям переработки полимеров [4], при которых данная температура должна быть ≥200°C. При ацелировании триэтил- и трибутил цитратов температура вспышки повышается на 10-15°C и приближается к 200°C для ацетил трибутил цитрата [5]:

В этом случае известные процессы состоят из двух стадий: этерификации и ацелирования.

Недостатком таких процессов является сложный двухстадийный синтез; жесткие условия на стадии этерификации (температура 125-135°C, время реакции 7-8 ч), вследствие использования разбавленных кислотных катализаторов; необходимость использования ацилирующего агента, являющегося прекурсором (уксусный ангидрид на второй стадии); необходимость дополнительных операций по отбеливанию и фильтрации для достижения показателей ГОСТ по цветности (из-за длительности процесса в течение 7-8 ч цветность ухудшается).

Отечественных технологий производства триалкил цитратов нет.

Наиболее близким к предлагаемому решению являются результаты, опубликованные в [3].

Объект изобретения

Настоящее изобретение представляет новый способ получения триамил цитрата (ТАЦ) этерификацией лимонной кислоты н-амиловым спиртом с использованием концентрированных (75-99,9%) кислотных катализаторов (0,15-0,46 моль/л): серная кислота, ортофосфорная кислота и n-толуолсульфокислота с добавлением азеотропообразующего агента-толуола.

Описание сущности изобретения

Объект исследования направлен на повышение уровня техники за счет исключения стадии ацилирования при получении ТАЦ с температурой вспышки 208-210°C путем использования оптимальных условий этерификации лимонной кислоты, сокращения времени реакции за счет использования концентрированных (75-99,9%) кислотных катализаторов, повышения качества триалкилцитрата (температура вспышки, цветность) без дополнительных операций по отбеливанию и очистки.

Технический результат достигается использованием в качестве сырья лимонной кислоты и н-амилового спирта (чистота 99,9%) и проведения процесса в оптимальных для концентрированных (75-99,9%) кислотных катализаторов режимах, позволяющих получать качественный продукт, не требующий дорогостоящих методов отбеливания и фильтрации.

Технология производства пластификаторов в случае использования амилового спирта состоит из одной стадии: этерификация лимонной кислоты амиловым спиртом при мольном соотношении кислота:спирт 1:4,5-5, на концентрированных кислотных катализаторах (серная кислота 96%, ортофосфорная кислота 75% и n-толуолсульфокислота 99.9%) при температуре 110-115°C с отгонкой избыточного спирта в вакууме (12-15 мм рт.ст.). Нейтрализация эфира - сырца содовым раствором; промывка его водой; сушка сложного эфира лимонной кислоты в присутствии хлористого кальция.

Ниже приведены примеры синтеза ТАЦ, проведенные в температурном интервале 110-115°C; чистота использованного н-амилового спирта - 99,9%.

Пример 1.

Взято лимонной кислоты 220 г
амилового спирта 440 г
катализатора - серная кислота (96%-ная) 7 г
толуол 150 мл
Получено триамил цитрат 402,1 г
Выход 98,4%
Время реакции 1,5 ч

Пример 2.

Взято лимонной кислоты 220 г
амилового спирта 440 г
катализатора - ортофосфорная кислота (75%-ная) 7 г
толуол 150 мл
Получено триамил цитрат 398,8 г
Выход 95,6%
Время реакции 5,2 ч

Пример 3.

Взято лимонной кислоты 220 г
амилового спирта 440 г
катализатора - п-толуолсульфокислота (99,9%-ная) 7 г
толуол 150 мл
Получено триамил цитрат 401,5 г
Выход 97,3%
Время реакции 2 ч

Полученный образец является прозрачной жидкостью, цветность - 40-50 единиц по Хазену.

Показатели образца пластификатора:

- молекулярная масса, моль/г 402
- температура вспышки, °C не ниже 208-210
- плотность при 20°C, г/см3 1,05
- число омыления, мгКОН/г 259

По своим показателям он превосходит известные пластификаторы на основе лимонной кислоты и низкомолекулярных спиртов (этилового, бутилового).

Поскольку полученный результат в сравнении с описанными результатами не известен, предполагаемое решение соответствует критерию «изобретательский уровень»

Настоящее изобретение включает в себя:

1. Использование третьего компонента (толуола), что позволяет снизить температуру до 110-115°C, уменьшить время реакции до 1,5- 5,2 ч.

2. Использование в качестве этерифицирующего агента чистого амилового спирта (99,9%) позволяет получить целевой продут с лучшими физико-химическими свойствами.

3. Использование в качестве катализаторов концентрированных кислот - серная кислота (96%-ная); ортофосфорная кислота (75%-ная); n-толуолсульфокислота (99,9%-ная).

4. Продут, полученный в работе, превосходит по основным показателям промышленные пластификаторы (таблица 1).

Таким образом, продукт, получаемый по предлагаемому способу, можно использовать в качестве эффективного экологически чистого пластификатора для ПВХ-композиций при производстве детских игрушек, медицинского оборудования и упаковки для пищевых продуктов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] - AspiK. Kolah. Reaction Kinetic softhe Catalytic Esterification of Citric Acid with Ethanol / AspiK. Kolah, Navinchandra S. Asthana, Dung T. Vu, Carl T. Lira, Dennis J. Miller / Industrial and Engineering Chemistry research. - 46 (2007), 3180-3187.

[2] - MustafizurRahman, ChristoferS. Brazel. Theplasticizermarket: an assessment of traditional plasticizers and research trends to meet new challenges / MustafizurRahman, Christofer S. Brazel / Progress in polymer science. - 29 (2004), 1223-1248.

[3] - Honggin Yang, Haiyan Song, Han Zhang, Ping Chen, Zhixi Zhao. Esterification of citric acid n-butanol over zirconium sulfate supported on molecular sieves // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 2014. 381. P. 54-60.

[4] - Пат. CN №102633640 B, Китай, кл. С07С 67/08, C07C 69/67, Integrated production technique of acetyl tributyl citrate (ATBC) / Li Jianzhong, Zhao Yuepeng, Li Huilai.

[5] - Гросман Ф. Руководство по разработке композиций на основе поливинилхлорида / Ф. Гросман; под ред. В.В. Гузеева. - 2-е изд. - СПб.: Профессия, 2009, - 608 с.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 191.
20.04.2016
№216.015.35e3

Способ получения композиционных материалов для строительства на основе переработанных отходов

Изобретение может быть использовано при производстве композиционных материалов, которые могут быть применены в строительстве, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для технической и биологической рекультивации нарушенных земель. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581178
Дата охранного документа: 20.04.2016
13.01.2017
№217.015.8b89

Способ оценки огнестойкости стальной фермы здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений. Сущность:осуществляютпроведение технического осмотра, инструментальное измерение геометрических характеристик элементов фермы в их опасных сечениях; выявление условий опирания и крепления элементов фермы, схем обогрева...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604478
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8c1b

Способ оценки огнестойкости железобетонной фермы здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений, в частности оно может быть использовано для классификации железобетонных ферм зданий по показателям сопротивления их воздействию пожара. Сущность изобретения: испытание растянутых и сжатых элементов железобетонной фермы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604820
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.916f

Способ получения диэфиров 5,7-диметил-3-карбокси-1-адамантилуксусной кислоты

Изобретение относится к способу получения диэфиров 5,7-диметил-3-карбокси-1-адамантилуксусной кислоты, которые могут быть использованы в качестве ключевых компонентов базовых основ синтетических индустриальных масел. Способ получения диэфиров заключается во взаимодействии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605936
Дата охранного документа: 27.12.2016
25.08.2017
№217.015.a12e

Способ замены каменного столба здания

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции, усилении и восстановлении сильно поврежденных несущих конструкций зданий, более конкретно для замены аварийной кладки столбов. Технический результат - обеспечение прочности и устойчивости каменных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606478
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a365

Устройство для замены каменного столба здания

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при ремонте, усилении и реконструкции зданий, более конкретно для замены аварийного каменного столба. Технический результат заключается в повышении жесткостных, прочностных и деформативных характеристик каменной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607124
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.ae0b

Способ очистки сточных вод

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод от ионов хрома, хлоридов, жиров, СПАВ и взвешенных веществ. Для осуществления способа сточные воды подают в устройство цилиндрической формы (1), сначала в отстойник (2), далее во флотатор (3) с зоной флотации и зоной отстаивания во...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612724
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.ae9e

Состав для повышения нефтеотдачи пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для повышения нефтеотдачи пласта, и предназначено для использования при разработке и эксплуатации нефтяных месторождений. Состав для повышения нефтеотдачи пласта, включающий неионогенное и анионоактивное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612773
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.aea0

Способ получения нерацемического 1-(адамант-1-ил)-2-(2-нитро-1-фенилэтил)бутан-1,3-диона

Изобретение относится к способу получения нерацемического 1-(адамант-1-ил)-2-(2-нитро-1-фенилэтил)бутан-1,3-диона формулы I. Способ осуществляют путем энантиоселективного присоединения 1-(адамант-1-ил)бутан-1,3-диона к ω-нитростиролу в присутствии комплекса никеля формулы II в соответствии с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612966
Дата охранного документа: 14.03.2017
25.08.2017
№217.015.b000

Способ работы парогазовой установки электростанции

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Технический результат - повышение надежности и экономичности работы парогазовой установки электростанции. Предлагается способ работы парогазовой установки электростанции, по которому органическое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611138
Дата охранного документа: 21.02.2017
Показаны записи 1-5 из 5.
10.01.2013
№216.012.1884

Способ утилизации глицеринсодержащего побочного продукта производства биодизельного топлива

Изобретение относится к усовершенствованному способу утилизации глицеринсодержащего побочного продукта производства биодизельного топлива из возобновляемого растительного сырья, содержащего более 70% глицерина. Поставленная задача решается тем, что после отгонки остаточного метанола,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471768
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.07.2014
№216.012.df89

Способ очистки циклогексанона

Изобретение относится к способам очистки циклогексанона. Описан способ очистки циклогексанона, полученного окислением циклогексана кислородом воздуха или дегидрированием циклогексанола, в котором процесс ректификации ведут в разрезной вакуумной ректификационной колоне (2 колонны), где дистиллят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523011
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.09.2014
№216.012.f6ab

Способ селективного гидрирования фенола до циклогексанона

Изобретение относится к способу гидрирования фенола на палладиевом катализаторе (0,5% мас. Pd на сверхсшитом полистироле (СПС)) в избытке водорода при соотношении водород:фенол=4-5:1 (мольное) при атмосферном давлении. При этом применяется разбавление катализатора инертным разбавителем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528980
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.11.2015
№216.013.948a

Пластификатор

Изобретение относится к производству пластических масс, а именно к пластифицирующим добавкам к поливинилхлоридным композициям. Пластификатор для ПВХ-композиций, представляющий собой смесь 15-35% диэфиров диоксановых спиртов, 50-55% моноэфиров диоксановых спиртов и остальное до 100% -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569645
Дата охранного документа: 27.11.2015
23.05.2023
№223.018.6bc2

Способ получения высокочистых тетраизобутиратов и тетрапивалатов пентаэритрита

Изобретение относится к способу получения высокочистых сложных эфиров пентаэритрита и насыщенной монокарбоновой кислоты - пивалевой кислоты, характеризующемуся тем, что выделение целевого продукта после синтеза проводится кристаллизацией эфира, а доочистка целевого продукта от остатков кислоты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002789155
Дата охранного документа: 30.01.2023
+ добавить свой РИД