Идентификация продуктов реакции переэтерификации триглицеридов полиэтиленгликолями методом мольной рефракции

Публикация доступна для обсуждения в рамках функционирования постоянно

действующей интернет-конференции “Бутлеровские чтения”. http:///readings/

Поступила в редакцию 26 декабря 2006 г. УДК 541.18.

Идентификация продуктов реакции переэтерификации

триглицеридов полиэтиленгликолями методом мольной рефракции

© и *+

Кафедра физической химии и высокомолекулярных соединений. ФГОУ ВПО “Чувшский государственный университет им. ”. Московский пр-т, 15. г. Чебоксары, 428015. Чувашская Республика. Россия. Тел.: [phone]. E-mail: *****@***ru

_______________________________________________

*Ведущий направление; +Поддерживающий переписку

Ключевые слова: растительные масла, гликоли, переэтерификация, мольная рефракция.

Аннотация

Реакцией переэтерификации растительных масел с гликолями получены новые поверхностно-активные неионогенные вещества, для которых проведена идентификация структуры методом мольной рефракции.

Введение

Реакции переэтерификации жиров, а также взаимодействие жирных кислот с гликолями, лежащие в основе синтеза неионогенных эмульгаторов, могут протекать с получением как моно - так и диэфиров соответствующих кислот [1]. Для определения состава продуктов этих реакций нами предлагается использовать метод мольной рефракции. Известно [2], что мольная рефракция (MR) наряду с другими физическими константами является важным критерием, характеризующим индивидуальную особенность вещества, находящегося в жид-ком состоянии. Она может быть найдена экспериментально (MRD экс) по формуле Лорентца-Лоренца:

MRD экс =(nD2 -1)М/((nD2 +2)ρ),

где nD – показатель преломления; ρ плотность вещества, определенная при той же температуре, что и показатель преломления, г/см3; М – мольная масса вещества, г/моль.

Теоретически мольная рефракция (MRD теор) находится по Фогелю [2] как аддитивная величина рефракций связей между атомами, входящие в состав молекул исследуемых веществ. Очевидно, что, если исследуемое вещество содержит примеси, то экспериментально найденная и теоретически рассчитанная величины мольной рефракции должны отличаться. Для чистого же вещества эти величины будут практически совпадать.

Результаты и их обсуждение

Нами были синтезированы неионогенные ПАВ – оксиэтилированные жирные кислоты с числом оксиэтильных групп от 2 до 13. В качестве триглицеридов применялись масла марок ЛК и БТ с преобладанием кислотных остатков лауриновой и олеиновой кислот соответст-венно. Для оксиэтилирования использовались гликоли: диэтиленгликоль (Г2), полиэтилен-гликоль 400 (Г9) и полиэтиленгликоль 600 (Г13). Синтезы проводились при температуре 140 ºС путем взаимодействия растительных масел с полиэтиленгликолями по схеме:

где n = 1,2; R = - С17Н33 и R* = - СН2-СН2-О-СН2-СН2- (Iа – моноэфир, Iб – диэфир);

R = - С17Н33 и R* = -(СН2-СН2-О)8-СН2-СН2- (IIа – моноэфир, IIб – диэфир);

R = - С11Н23 и R* = -(СН2-СН2-О)12-СН2-СН2- (IIIа – моноэфир, IIIб – диэфир).

Выход продуктов реакции контролировался по количеству образующегося глицерина, который идентифицировали путем его окисления йодной кислотой по методике [3]. Уста-новлено, что выход синтезированных ПАВ составлял не менее 95%.

Для исходных компонентов и полученных ПАВ определялась плотность по методике [4] и показатель преломления с применением рефрактометра марки ИРФ 470. В результате были определены MRD экс и MRD теор, величины которых приведены в таблице.

Таблица. Свойства исходных компонентов и полученных ПАВ
Вещество	ρ, г/см³	nD	MRD экс	MRD теор
ЛК	0.910	1.4543	190.0	188.6
БТ	0.890	1.4635	273.8	270.8
Г2	1.112	1.4455	25.4	25.5
Г9	1.121	1.4625	101.6	102.8
Г13	1.120	1.4655	145.8	147.4
Iа	0.925	1.4615	109.9	101.4
Iб	0.925	1.4615	180.0	178.1
IIа	1.022	1.4625	182.5	174.1
IIб	1.022	1.4625	253.6	254.7
IIIа	1.050	1.4618	202.1	202.9
IIIб	1.050	1.4618	249.7	241.6

Как видно из таблицы, для исходных веществ (масел марок ЛК и БТ, гликолей Г2, Г9, Г13) экспериментально найденные и теоретически рассчитанные величины мольных рефрак-ций отличаются не более, чем на 1.2%. Для продуктов же переэтерификации экспери-ментальные и теоретически рассчитанные величины MRD близки друг к другу для соединений Iб, IIб, IIIа (различия между MRD экс и MRD теор не превышает 1.1%), тогда как для соединений Iа, IIа, IIIб величины MRD экс и MRD теор различаются на 3.2-7.7%. Последнее указывает на то, что продуктами переэтерификации масла марки БТ являются диэфиры (Iб, IIб), а масла марки ЛК – моноэфир IIIа.

Выводы

Методом мольной рефракции идентифицированы структуры ПАВ, полученных взаимо-действием триглицеридов лауриновой и олеиновой кислот c гликолями. Установлено, что ПАВ на основе лауриновой кислоты являются моноэфирами, а ПАВ на основе олеиновой кислоты – диэфирами соответствующих гликолей.

Литература

[1]  A. J.Jr. O´Lenick. The effect of branching and unsaturation upon some properties of polyoxyethylene glycol diesters. Journal of surfactants and detergents. 1998. Vol.1. No.4. Р.529-532.

[2]  Одабашян практикум по химии и технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия. 1982. С.52-56.

[3]  Хана Дж.Г. Количественный органический анализ по функциональным группам. М.: Химия. 1983. С.41-42.

[4]  ГОСТ 3900-85. Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности.