РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) 2 451 666 (13) C1 (51) МПК C07C 231/02 C07C 233/17 (2006.01) (2006.01) ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21)(22) Заявка: 2011106103/04, 18.02.2011 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 18.02.2011 (73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью Нучно-производственное объединение "НИИПАВ" (ООО НПО "НИИПАВ") (RU) (45) Опубликовано: 27.05.2012 Бюл. № 15 2 4 5 1 6 6 6 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: DD 209190 A1, 04.25.1984. RU 2070878 С1, 27.12.1996. FR 1132247 А, 06.03.1957. SU 168681 А, 26.02.1965. SU 308059 А, 01.07.1971. Адрес для переписки: 117519, Москва, ул. Красный Маяк, 8, корп.2, кв.340, Е.С. Богдановой 2 4 5 1 6 6 6 R U пары воды отводят через обогреваемый до температуры 30°С дефлегматор. Реакционную смесь охлаждают до температуры 40-43°С и проводят амидирование при атмосферном давлении в течение 15-20 минут. Триглицерид жирной кислоты берут в мольном отношении к аминоспирту, равном 1:3,06. Технический результат заключается в получении качественного продукта с высокой степенью конверсии исходных компонентов и малыми энергетическими затратами. 2 пр. Ñòð.: 1 ru C 1 C 1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛОЛАМИДОВ (57) Реферат: Изобретение относится к новому способу получения алкилоламидов из триглицеридов жирных кислот, заключающемуся в том, что в едином технологическом процессе взаимодействием моно- или диэтаноламина с едким натрием, взятым в весовом отношении 0,5-0,9 мас.% от массы аминоспирта, при глубоком вакууме с остаточным давлением 2-3 мм рт.ст. и температуре 70-90°С получают катализатор алкоглят натрия; образующиеся при реакции R U Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки: 18.02.2011 (72) Автор(ы): Чебаксарова Людмила Васильевна (RU), Худолеева Елена Степановна (RU), Гурбанова Лариса Валерьевна (RU) RUSSIAN FEDERATION (19) RU (11) 2 451 666 (13) C1 (51) Int. Cl. C07C 231/02 C07C 233/17 (2006.01) (2006.01) FEDERAL SERVICE FOR INTELLECTUAL PROPERTY (12) ABSTRACT OF INVENTION (72) Inventor(s): Chebaksarova Ljudmila Vasil'evna (RU), Khudoleeva Elena Stepanovna (RU), Gurbanova Larisa Valer'evna (RU) (21)(22) Application: 2011106103/04, 18.02.2011 (24) Effective date for property rights: 18.02.2011 (73) Proprietor(s): Obshchestvo s ogranichennoj otvetstvennost'ju Nuchno-proizvodstvennoe ob"edinenie "NIIPAV" (OOO NPO "NIIPAV") (RU) (45) Date of publication: 27.05.2012 Bull. 15 water vapour formed during the reaction is removed through a refluxer heated to temperature 30°C. The reaction mixture is cooled to temperature 40-43°C and amidation is carried out at atmospheric pressure for 15 to 20 minutes. The fatty acid triglyceride is taken in molar ratio to amino alcohol equal to 1:3.06. EFFECT: obtaining a quality product with high degree of conversion of starting components and low power consumption. 1 cl, 2 ex R U 2 4 5 1 6 6 6 (57) Abstract: FIELD: chemistry. SUBSTANCE: invention relates to a novel method of producing alkylolamides from triglycerides of fatty acids, where, by reacting mono- or diethanolamine with sodium hydroxide, taken in weight ratio 0.5-0.9 wt % of the weight of amino alcohol in a single process in a high vacuum with residual pressure of 2-3 mm Hg and temperature 7090°C, a catalyst - sodium alcoholate - is obtained; Ñòð.: 2 en C 1 C 1 (54) METHOD OF PRODUCING ALKYLOLAMIDES 2 4 5 1 6 6 6 Mail address: 117519, Moskva, ul. Krasnyj Majak, 8, korp.2, kv.340, E.S. Bogdanovoj R U Priority: (22) Date of filing: 18.02.2011 RU 2 451 666 C1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к способам получения алкилоламидов (моно- или диэтаноламидов) жирных кислот, являющихся наиболее распространенным и важным классом среди азотсодержащих неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) и обладающих моющим и чистящим действием, регулированием ценообразования и стабилизации пены, влиянием на увеличение вязкости, смачивающим и эмульгирующим свойством, которые обеспечивают их применение в косметике, рецептурах жидких моющих средств, фармацевтических эмульсиях в качестве добавки к мылам, краскам для волос, как сырье для получения других классов ПАВ, а также в текстильной промышленности, при обработке пластмасс, в процессах флотации, химической чистки и обработке металлов. Синтез алкилоламидов наиболее известным способом осуществляется на основе высших жирных кислот и алканоламинов (моно- или диэтаноламин) при температуре 160°С, при этом в процессе реакции конденсации происходит отщепление молекулы воды с последующим испарением этой воды (US 679504, С05С 233/16, опубл. 06.03.1952). Недостаток этого способа заключается в том, что при температуре синтеза часть образующихся алкилоламидов превращается в оксазолиниды, и, кроме того, ускоряется процесс образования сложных аминоэфиров. Эти примеси оказывают отрицательное влияние на применение конечного продукта, особенно в производстве косметических препаратов, где предъявляются высокие требования к чистоте алктлоламидов. Более чистый алкилоламид получают другим известным способом, в котором используют для синтеза реакцию взаимодействия галогенидов жирных кислот с аминоспиртами в присутствии воды (Неволин Ф.В. Химия и технология синтетических моющих средств. - Пищевая промышленность. Москва, 1971, стр.195). Недостатком этого способа являются значительные технические трудности, возникающие в процессе получения галогенидов жирных кислот. Известен способ получения алкилоламидов, в котором алкилоламиды жирных кислот на основе метиловых эфиров получают в присутствии в качестве катализатора метилата натрия (FR 1132247, C07C 233/16, опубл. 06.03.1957), окиси кальция (PL 102560, С07С 103/38, опубл. 30.04.1979). Непосредственное катализирующее действие на процесс амидирования оказывает алкоголят натрия, образующийся при взаимодействии щелочного компонента с моно- или диэтаноламином. Метиловый спирт испаряется в реакторе, конденсируется и вновь используется для получения метиловых эфиров жирных кислот. Недостатками данного способа являются сложность технологического процесса, связанная с получением метиловых эфиров жирных кислот и технические трудности при аппаратурном оформлении процесса. Известен способ получения алкилоламидов нафтеновых кислот путем реакции конденсации сложных эфиров нафтеновых кислот с аминоспиртом (авт.свид. СССР 308059, С11D 1/66, опубл. 01.07.1971). Для снижения температуры синтеза до 90 до 145°С этаноламин обрабатывают сложным эфиром нафтеновых кислот и раствором безводной гидроокиси натрия в безводном растворе метаноле или этаноле. Реакция осуществлялась в течение 3-5 ч. К недостаткам данного способа относятся необходимость использования безводной гидроокиси натрия и безводного раствора метанола или этанола, что осложняет безопасность технологии. Прототипом настоящего изобретения является способ получения этаноламидов реакцией триглицеридов жирных кислот с диэтаноламином в присутствии смеси, Ñòð.: 3 DE RU 2 451 666 C1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 содержащей 80-90% КОН и 10-20% NaOH, взятой в количестве 1,5% при температуре 60-150°С и давлении ниже 100 мм рт.ст. с последующим выдерживанием реакционной смеси при температуре 10-30°С в течение 14 дней (ГДР 209190, С07С 103/38, опубл. 1984). Недостатком способа являются: высокая температура процесса (до 150°С), при которой щелочь легко вступает в реакцию омыления и перестает оказывать каталитическое действие на систему, кроме того, высокая температура синтеза приводит к ухудшению качества продукта; большая продолжительность процесса; низкое содержание этаноламидов в продукте (81%) и большое количество примесей. Техническим результатом настоящего изобретения является получение качественного продукта с высокой степенью конверсии исходных компонентов и малыми энергетическими затратами. Для достижения технического результата предлагается каталитический способ получения алкилоламидов из триглицеридов жирных кислот и моно- или диэтаноламина в присутствии едкого натрия, отличающийся тем, что в качестве катализатора алкоголят натрия, полученный при глубоком вакууме с остаточным давлением 2-3 мм рт.ст. и температуре 70-90°С взаимодействием моно- или диэтаноламина с едким натрием, взятым в весовом отношении 0,5-0,9 мас.% от массы аминоспирта получают моно- или диэтанолят натрия, образующиеся при реакции, пары воды отводят через обогреваемый до температуры 30°С дефлегматор, полученную реакционную смесь охлаждают до температуры 40-43°С, вводят в нее триглицерид жирной кислоты в мольном отношении к аминоспирту, равном 1:3,06 соответственно, и при атмосферном давлении в течение 15-20 минут проводят реакцию амидирования. Взаимодействие моноэтаноламина и гидроксида натрия осуществляется по реакции Условия осуществления предлагаемого способа - глубокий вакуум с остаточным давлением 2-3 мм рт.ст. и температура 70-90°С позволяют подавить гидролиз моноэтанолята натрия, получаемого в качестве катализатора, который проходит по реакции Аналогичным образом осуществляют взаимодействие диэтаноламина с едким натром. Использование дефлегматора, температура в котором поддерживается 30°С, позволяет избежать потерь аминоспирта и более полно удалять из зоны реакции пары образующейся воды, сместив основную реакцию синтеза в сторону получения конечных продуктов. Небольшое количество исходной щелочи (в весовом отношении 0,5-0,9 мас.% от массы аминоспирта) увеличивает активность каталитической системы, приводит к уменьшению примесей в продукте, возможности проведения процесса амидирования в мягких условиях, повышает скорость получения алкилоламидов. Исходная щелочь присутствует к концу реакции в готовом продукте в виде солей жирных кислот и не требует ее вывода из получаемых алкилоламидов. В процессе синтеза после охлаждения реакционной смеси до 40-43°С добавляют триглицерид жирных кислот, нагретый до такой же температуры и ведут процесс амидирования ведут в течение 15-20 минут при атмосферном давлении, без нагрева, за счет экзотермии реакции. При мольном соотношении триглицерида к аминоспирту, равном 1:3,06 моля Ñòð.: 4 RU 2 451 666 C1 5 10 15 20 25 соответственно, при содержании гидроокиси натрия 0,15-0,2 мас.% от общей массы реакционной смеси или 0,5-0,9 мас.% от массы аминоспирта получаемый продукт с низким содержанием примесей и цветностью по шкале Gardner <3,0 имеет хорошие показатели качества: массовая доля моноэтаноламина 0,7-1,0%, массовая доля диэтаноламина 2,3-2,7%, содержание алкилоламида в продукте 87-89%, что составляет 98-99% конверсии. Ниже приводятся примеры синтеза моноэтаноламида и диэтаноламида. Пример 1. В реактор рабочей емкостью 1 л, оснащенный рубашкой, мешалкой, обогреваемым дефлегматором (30°С), подают 138,6 г (2,272 моля) моноэтаноламина и 1,25 г едкого натра, что составляет 0,9 мас.% на 100 мас.% моноэтаноламина. В реакторе создается вакуум с остаточным давлением 2-3 мм рт.ст. Смесь нагревают до температуры 70°С, дальнейший синтез ведут при этой температуре; одновременно с нагревом осуществляется перемешивание реакционной массы. Реакция считается законченной по истечении 20-30 минут от момента достижения температуры 70°С. По окончании процесса реакционную массу охлаждают в реакторе до 40-43°С, давление в реакторе доводят до атмосферного. Затем в реактор подают 500 г (0,742 моля) триглицерида жирной кислоты, преимущественно кокосовое масло, предварительно разогретого до температуры 40-42°С. Проведение процесса не требует дополнительного подвода тепла, синтез осуществляется за счет экзотермии реакции. Реакция считается законченной через 15-20 минут от начала процесса амидирования. Получают моноэтаноламиды со следующими качественными показателями: содержание основного вещества 86,7-87,2 мас.% содержание моноэтаноламина 30 35 40 45 0,7-1,0 мас.% содержание глицерина 10,0-10,5 мас.% цвет по шкале Gardner 2,5-2,7 Пример 2 В реактор, рабочей емкостью 1 л, оснащенный рубашкой, мешалкой, обогреваемым дефлегматором (30°С), подают 191,0 г (1,82 моля) диэтаноламина и 0,96 г едкого натра, что составляет 0,5 мас.% на 100 мас.% диэтаноламина. В реакторе создается вакуум с остаточным давлением 2-3 мм рт.ст. Смесь нагревают до температуры 90°С, дальнейший синтез ведут при этой температуре; одновременно с нагревом осуществляется перемешивание реакционной массы. Реакция считается законченной по истечении 1,5 часа от момента достижения температуры 90°С. По окончании процесса реакционную массу охлаждают в реакторе до 40-43°С, давление в реакторе доводят до атмосферного. Затем в реактор подают 400 г (0,595 моля) триглицерида жирной кислоты, преимущественно кокосовое масло, предварительно разогретого до температуры 40-42°С. Проведение процесса не требует дополнительного подвода тепла, синтез осуществляется за счет экзотермии реакции. Реакция считается законченной через 15-20 минут от начала процесса амидирования. Получают диэтаноламиды со следующими качественными показателями: содержание основного вещества 87,6-89,0 мас.% 50 содержание диэтаноламина 2,3-2,7 мас.% содержание глицерина 8,5-9,0 мас.% цвет по шкале Gardner 2,7-3,0 Проведение синтеза алкилоламидов при предлагаемых в настоящем изобретении Ñòð.: 5 RU 2 451 666 C1 5 10 15 20 условиях, достаточно низких температурах позволяет предотвратить процесс омыления триглицеридов жирных кислот щелочным катализатором, сохранить его активность до конца процесса, значительно снизить температуру реакции амидирования и время проведения процесса, а также улучшить качественные характеристики продукта, снизить энергозатраты за счет экзотермии реакции. Формула изобретения Каталитический способ получения алкилоламидов из триглицеридов жирных кислот и моно- или диэтаноламина в присутствии едкого натрия, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют аминоэтанолят или аминодиэтанолят натрия, полученный при глубоком вакууме с остаточным давлением 2-3 мм рт.ст. и температуре 70-90°С взаимодействием моно- или диэтаноламина с едким натрием, взятым в весовом отношении 0,5-0,9 мас.% от массы аминоспирта, пары воды, образующиеся при реакции, отводят через обогреваемый до температуры 30°С дефлегматор, полученную реакционную смесь охлаждают до температуры 40-43°С, вводят в нее триглицерид жирной кислоты в мольном отношении к аминоспирту, равном 1:3,06 соответственно, и при атмосферном давлении в течение 15-20 мин проводят реакцию амидирования. 25 30 35 40 45 50 Ñòð.: 6 CL
