Особенности синтеза сложных эфиров пентаэритрита в различных растворителях

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

На примере модельной реакции этерификации масляной кислоты пентаэритритом проведены комплексные исследования и рассмотрены варианты оптимизации процесса с целью снижения времени синтеза сложных эфиров пентаэритрита, уменьшения побочных реакций и смолообразования; аргументированы возможные способы выделения растворителя из реакционной массы. Установлено, что применение сульфолана или бифенила в качестве растворителя при катализе сульфокислотами (метан- или толуол-сульфокислота) позволяет сократить время контакта для достижения 50% конверсии по пентаэритриту до 2–8 мин при равных условиях по сравнению с режимом самокатализа (27–578 мин); при этом цветность реакционной массы, определенная по платино-кобальтовой шкале Хазена в соответствии со стандартом ИСО 2211-73, составляет 20–52 единиц против >9800 единиц Хазена в режиме самокатализа.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Юлия Федоровна Иванова

Самарский государственный технический университет

Author for correspondence.
Email: vaewa.yu@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0004-3508-6032
Russian Federation, Самара, 443100

Владимир Владимирович Емельянов

Самарский государственный технический университет

Email: vaewa.yu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6228-5713
Russian Federation, Самара, 443100

Евгений Леонидович Красных

Самарский государственный технический университет

Email: vaewa.yu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3886-1450
Russian Federation, Самара, 443100

Дмитрий Александрович Фетисов

Самарский государственный технический университет

Email: vaewa.yu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5438-2919
Russian Federation, Самара, 443100

Светлана Васильевна Леванова

Самарский государственный технический университет

Email: vaewa.yu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2539-8986
Russian Federation, Самара, 443100

Владимир Андреевич Шакун

Самарский государственный технический университет

Email: vaewa.yu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2682-3024
Russian Federation, Самара, 443100

References

  1. Razzouk A., Mokbel I., García J., Fernandez J., Msakni N., Jose J. Vapor pressure measurements in the range 10–5 Pa to 1 Pa of four pentaerythritol esters. Density and vapor–liquid equilibria modeling of ester lubricants // Fluid Phase Equilibria. 2007. V. 260. № 2. P. 248–261. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2007.07.029
  2. Nur A.M.A., Robiah Y., Umer R., Nurin W.M.Z. Temperature effect on tribological properties of polyol ester-based environmentally adapted lubricant // Tribology Intern. 2016. V. 93. P. 43–49. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.09.014
  3. Quinchia L.A., Delgado M.A., Reddyhoff T., Gallegos C., Spikes H.A. Tribological studies of potential vegetable oil-based lubricants containing environmentally friendly viscosity modifiers // Tribology Intern. 2014. V. 69. P. 110–117. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2013.08.016
  4. Lin L., Kedzierski M.A. Density and viscosity of a polyol ester lubricant: measurement and molecular dynamics simulation // Intern. J. of Refrigeration. 2020. V. 118. P. 188–201. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.07.004
  5. Vithya P., Sriram G., Arumugam S. Influence of biodegradable refrigeration oil in household refrigerator compressor: an experimental and tribological investigation // J. of Bio- and Tribo-Corrosion. 2021. V. 7. № 82. P. 1–18. https://doi.org/10.1007/s40735-021-00514-7
  6. Тонконогов Б.П., Попова К.А., Хурумова А.Ф. Перспективы применения сложных эфиров отечественного производства в качестве основ масел для авиационной техники // Труды РГУ им. И.М. Губкина. 2015. Т. 278. № 1. С. 109–120.
  7. Марочкин Д.В., Носков Ю.Г., Крон Т.Е., Карчевская О.Г., Корнеева Г.А. Продукты оксосинтеза в производстве сложноэфирных смазочных масел // Научно-технический вестник ОАО НК РОСНЕФТЬ. 2016. № 45. С. 74–81.
  8. Файзуллина С.Р., Буйлова Е.А., Недопекин Д.В., Аминова Г.К. Синтез и свойства некоторых эфиров пентаэритрита // Башкирский хим. журн. 2016. Т. 23. № 3. С. 41–44.
  9. Емельянов В.В., Красных Е.Л., Фетисов Д.А., Леванова С.В., Шакун В.А. Особенности синтеза сложных эфиров пентаэритрита и алифатических карбоновых кислот изомерного строения // Тонкие химические технологии. 2022. Т. 17. № 1. С. 7–17. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2022-17-1-7-17
  10. Nowicki J., Stańczyk D., Drabik J., Mosio-Mosiewski J., Woszczyński P., Warzała M. Synthesis of fatty acid esters of selected higher polyols over homogeneous metallic catalysts // J. Am. Oil Chem. Soc. 2016. V. 93. P. 973–981. https://doi.org/10.1007/s11746-016-2840-7
  11. Sun L., Zhu L., Xue W., Zeng Z. Kinetics of p-toluene-sulfonic acid catalyzed direct esterification of pentaerythritol with acrylic acid for pentaerythritol diacrylate production // Chemical Engineering Communications. 2020. V. 207. № 3. P. 331–338. https://doi.org/10.1080/00986445.2019.1592750
  12. Oh J., Yang S., Kim C., Choi I., Kim J.H., Lee H. Synthesis of biolubricants using sulfated zirconia catalysts // Applied Catalysis A: General. 2013. V. 455. P. 164–171. http://dx.doi.org/10.1016/j.apcata.2013.01.032
  13. Yu S., Zhang H. Preparation of rosin pentaerythritol ester over an Fe3O4 supported ZnO catalyst // Catalysis Letters. 2020. V. 150. P. 3359–3367. https://doi.org/10.1007/s10562-020-03237-5
  14. Mardiah M., Samadhi T.W, Wulandari W., Aqsha A., Situmorang Y.A., Indarto A. Recent progress on catalytic of rosin esterification using different agents of reactant // AgriEngineering. 2023. V. 5. P. 2155–2169. https://doi.org/10.3390/agriengineering5040132
  15. Jiang S., Zeng Z., Xue W., Mao Z., Wang Y. Physical properties of deep eutectic solvents based on p-toluene sulfonic acid and employment as catalyst. // Chemical Engineering Communications. 2021. V. 210. P. 34–46. https://doi.org/10.1080/00986445.2021.2001456
  16. Camp D., Harvey P.J., Jenkins I.D. The effect of solvent polarity on the rate of the Mitsunobu esterification reaction // Tetrahedron. 2015. V. 71. № 23. P. 3932–3938. https://doi.org/10.1016/j.tet.2015.04.035
  17. Suarez-Escobedo L., Gotor-Fernandez V. Solvent role in the lipase-catalysed esterification of cinnamic acid and derivatives. Optimisation of the biotransformation conditions // Tetrahedron. 2021. V. 81. 131873. https://doi.org/10.1016/j.tet.2020.131873
  18. Zeng Q., Song Z., Qin H., Cheng H., Chen L., Pan M., Heng Yi., Qi Z. Ionic liquid [BMIm][HSO4] as dual catalyst-solvent for the esterification of hexanoic acid with n-butanol // Catalysis Today. 2020. V. 339. P. 113–119. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2019.03.052
  19. Иванова Ю.Ф., Емельянов В.В., Леванова С.В., Шакун В.А., Красных Е.Л. Газохроматографический анализ и идентификация эфиров пентаэритрита // XXVI Всероссийская конф. молодых химиков (с международным участием): тезисы докладов. 2023. С. 280.
  20. Измайлов Н.А. Электрохимия растворов. 3-е изд., испр. Москва: Химия, 1976. 488 с.
  21. Гайле А.А., Сомов В.Е., Варшавский О.М., Семенов Л.В. Сульфолан: свойства и применение в качестве селективного растворителя. СПб: Химиздат, 1998. 144 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Results obtained using selected solvents and orthophosphoric acid.

Download (134KB)
3. Fig. 2. Results obtained using selected solvents and sulfonic acids.

Download (149KB)
4. Scheme 1. Scheme of synthesis of pentaerythritol esters.

Download (163KB)
5. Scheme 2. Hydrolysis of p-toluene sulfonic acid.

Download (35KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».